如題,這次要談的是「慣性」與「淨力」。
首先,在開始之前,先重溫一些基本的力學公式。
基本運動方程:
v = u + at
s = 1/2(u+v)t
s = ut + 1/2at^2
v^2 = u^2 +2as
符號:v=最終速度(m/s) u=開始速度(m/s) a=加速度(m/s^2) s=位移(m) t=時間(s)
自由落體運動:
加速度(g):9.8m/s^2 (或者10m/s^2)
必須緊記:自由落體加速度中的g,代入各種方程中則直接取代a就可以了。
例如:一顆處於休息狀態的圓球(B),在不受外力干擾下從高空落下,5秒後落地,試計算B的最終速度。
直接把數字代入v = u + at中,把a換成g (設g = 9.8m/s^2)
v = 0 + (9.8) (5)
v = 49.0m/s
所以B的最終速度是49.0m/s。
未學習過物理的人請放心,以上公式純屬參考,以後本人會更深入地談論這些公式的運用。
好了,回到正題上。
何謂「慣性」呢?
假設一個人(A)在正常空間下,在一張平面的桌上推動一個球(C),我們會觀察到C的速度的改變。
當A對C施加一道力,C會向前轉動,直至慢慢停下來為止。
接下來,假設一個人(A)在太空的無重力環境中,在一張平面的桌上推動一個球(C),我們會觀察到另一種現象。
當A對C施加一道力,C會向前轉動,卻不會停下來 (除非受到外力的干擾)。
為什麼會出現這種現象呢?
我們知道,一件物體會趨向維持其原本的狀態,靜止的物體繼續靜止,移動的物體繼續移動,這就是所謂的「慣性」。
那麼,在正常空間下,為什麼C會停下來呢? 這是因為C受到外力的影響,例如摩擦力及空氣阻力等。
接下來,要談的是「淨力」。
所謂的淨力,是造成物體某種改變的力,例如,在不受外力的影響下,A對一件物體施加一道3N的力使其移動,那麼在這個例子中,淨力就是3N了。
舉例說,假設一道6N的力使一件長方形物件向右移動,試計算上圖的淨力 (無需理會摩擦力及其他阻力)。
上圖的淨力就是:
6N-4N = 2N了。
簡單說,使一件物件產生物理變化的力,就是淨力了。
上圖中6N是協助物件移動的力,而4N則是抵抗物件移動的力,兩者相減便是淨力了。
下回會說一些較艱深的例子,以及介紹牛頓第一運動定律。
(參考資料:維基百科Wikipedia)