7.惯性定律

现在我们来简单研究一下产生运动的原因。首先要明确为经典力学奠定基础的牛顿三定律之中的第二定律的结论——力的独立作用定律：力对物体的作用与该物体是否处于静止状态，或是否受惯性作用而运动，以及与是否受其他力的作用而运动无关。

在牛顿三定律中，第一定律是惯性定律，第三定律是作用力与反作用力相等定律，我们会在下一章对第二定律进行专门的讨论。简单地说，第二定律就是：速度变化的量是与作用力成正比例且与其方向相同的加速度。我们用F表示作用于物体上的力，m表示物体质量，可将这一定律用公式表示为：F=m⋅a（a是物体的加速度）。本式中让人最难理解的是质量，人们通常以为质量就是重量，事实上它们根本不一样。根据公式，当力作用于物体时，物体得到的加速度越小，其质量就越大。也就是说，物体的质量可以依据它在同一个力的作用下得到的加速度来比较。

惯性定律尽管与人们的习惯性看法完全相反，但却是三个定律中最易于让人理解的一个[2]。遗憾的是有些人对这个定律产生了错误的认识，他们常会认为惯性是物体有“在被外因破坏了原有状态前保持着原有状态”的特性。换句话说，他们认为没有原因，一切都不会发生，任何物体也都不会改变状态——这种观点将惯性定律错误地理解成了原因定律。真正的惯性定律与物体的任何物理状态都没关系，它只与静止和运动有关。惯性定律的内容是：在物体的状态被外力的作用改变之前，所有的物体都保持着原有的静止或匀速直线运动的状态。

换句话说，物体受到力的作用时有三种表现，分别是：①进入运动状态；②由直线运动改变为非直线运动或原本就进行着的曲线运动；③停止运动，运动速度加快或变慢。

如果某一物体在运动过程中没有出现上述的任何一种变化，那么就算它的速度像飞机一样快，它也没有受力。你必须记住：所有处于匀速直线运动之中的物体都没有受到外力的作用，或者说它所受到的外力处于平衡状态。这是现代的力学理论与伽利略之前的古代和中世纪思想家们的观点之间最大的区别，人们通常的思维与科学的思维之间差异很大。

此外，通过上面的描述，我们还可以发现，尽管摩擦看上去不大可能造成什么运动，但力学上却仍然把静止物体的摩擦看作力。为什么会有这样的观点？很简单，摩擦能够阻止运动，所以它就是力。

我们有必要再强调一遍，物体并非是趋向于静止的，它只是停留在静止的状态。这种区别就相当于一个人每天都待在家里，偶尔让他外出办事，和一个难得在家一次的人从家里出发外出办事之间的差别。就物体的本质来说，它压根儿就不是“待在家里”的，相反，物体有着高度的运动性，一个自由的物体哪怕只受到一丁点儿的力也会运动起来。我们说“物体趋向于静止”的说法有误，还有另外一个原因，那就是一旦物体脱离了静止状态，就再也不会恢复静止了，如果不阻碍它的运动，它会永远保持被赋予的运动状态。

“物体对施加于它身上的作用力有抗拒作用”的说法是错误的。如果它是对的，那么当我们往茶水中加糖时，茶水也会为了不被改变口味而果断发出反作用力。人们之所以对惯性定律产生误解，在很大程度上是由于很多的物理与力学课本中都使用了类似“趋向于”这种有失严谨的词汇。当然，正确地理解第三定律并不轻松，现在就让我们对这一定律进行详细的分析。