為什麼加速度只適用於慣性參考係,牛二律只適用於慣性參考係?

時間 2021-10-18 17:04:22

1樓:physics zz

首先,要說明一點加速度並不只適用於慣性系,因為你可以從任何乙個參考係中看乙個物體的加速度(加速度定義:速度關於時間的變化率)這個定義並沒有涉及什麼參考係問題。

對乙個靜止(我們先假設有乙個絕對靜止的參考係,這樣更容易理解,正確的應該是慣性系)的物體來說,它的加速度就是為0。 但如果你(觀察者)本身是相對靜止系有加速度,那麼你看到的這個物體也應該有加速度(因為你速度是變化的,所以你看到它速度也是變化的,按照加速度定義,它是有加速度的)

現在我們來想乙個問題,按照f=ma(牛二)的表達,如果它在慣性系和靜止系都成立,那麼上述的那個場景,我在「靜止的參考係」看到的加速和我在乙個非慣性係中看到的加速度不一樣。而在經典力學中質量是沒有變的,那麼也就是說,同乙個場景,不同參考係中看到同一時間乙個物體受到的力不一樣的,這很顯然是有悖於我們的常識。因為力是客觀存在的,不會因參考係而改變,所以若上式想要成立,這些參考係中看到的加速度就一定要相同。

隨意就需要有一類特定的參考係,但我們脫離牛頓第二定律很難定義兩個不同型別的參考係(因為並不存在那個參考係絕對靜止,每乙個參考係都是平等的)。唯一簡單的方式就是定義:所有滿足牛頓定律的參考係,便是慣性系。

所以必然只有慣性系,牛二定律才成立。而非慣性係,便必然不成立。

若是還有疑惑可以看看「伽利略的大船」這個經典案例,更能方便思考。

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