惯性力考

引用本文格式：惯性力考[期刊论文]-四川建筑科学研究 2006(3)
!" 引" 言
牛顿力学中的所谓惯性力， 是一个存在已久的 概念， 亦是一个基本而重要的概念， 对此概念认识的 正确与否， 直接关系动力学问题的解决。鉴于诸多 文献对此概念存在误解， 故而深究此概念颇为重要。
Байду номын сангаас#" 有关文献的见解
诸多文献认为， 在得到加速度的物体上作用有 惯性力， 如： ［ 4］ “ 作用在质量上的力有惯性力等” 。 （4） （# ） “ 地震时作用于质点的最大惯性力” ， “ 作用 ［ #］ 于单质点系上的最大惯性力” 。 （"） “ 在振动的任一瞬时， 作用在质量 ! 上的力 ［ "］ 。 有惯性力等” ， “ 作用于质量上的惯性力” （7） “ 作用于质体上的惯性力” ， “ 在振动过程 ［ 7］ 中， 质体上作用有惯性力” 。 ［ 2］ “ " 为质点 ! 上的惯性力” 。 （2） （%） “ 质点 < 将受到惯性力作用” ， “ 在水平地 震作用下， 处于弹性振动状态时， 任一质点受到惯性 ［ %］ 。 力作用” ， “ 作用在单质点系上的惯性力” （9） “ 隔离体所受的力有惯性力等” ， “ 质点 !#
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万方数据
惯性力考
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 四川建筑科学研究 SICHUAN BUILDING SCIENCE 2006,32(3)
参考文献(11条) 1.格哈利 A 结构分析 1978 2.大崎顺彦 振动理论 1990 3.杨弗康;李家宝;洪范文 结构力学 1998 4.金宝桢 结构力学 1964 5.胡聿贤 地震工程学 1988 6.魏琏;王广军 地震作用 1991 7.龙驭球;包世华 结构力学教程 1988 8.郭长城 建筑结构振动计算 1982 9.王星;董石麟 板锥网壳结构的抗震分析[期刊论文]-建筑结构 2003(03) 10.李国强;李杰;苏小卒 建筑结构抗震设计 2002 11.高炳坤 奇妙的惯性力[期刊论文]-物理与工程 2003(04)
!" !# 惯性力与万有引力不可能抵消 由以上结论可知， 受到加速度的物体上不存在 惯性力， 故此， 惯性力与万有引力不可能抵消， 因为 二者并不在同一个有加速度的物体上存在。 !" $# 惯性力一词质疑 惯性力一词本身是矛盾的， 存在着概念上的错 误。因为惯性不是力， 力有大小、 方向、 作用点三要 素， 但惯性只有大小。不论物体运动或静止， 惯性均 存在， 虽然惯性力这个词使用了很长时间， 诸多文献 中均出现过此词， 但概念错误的名词应予以纠正。 建议采用 “ 惯性效应” 一词取代惯性力， 所谓的 惯性力实质上是非惯性系加速度的效应。 参 考 文 献：
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图 ," 应力变化规律 !"#$ ," %&’ ()*")+",- ,. /+*’//
参 考 文 献：
［!］ " 吴家龙$ 弹性力学 ［ %］ $ 北京： 高等教育出版社， )**!$ !*!0!*&$
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［!］ " 格哈利 #$ 结构分析 ［ %］ $ 北京： 中国铁道出版社， !&’($ ［)］ " 大崎顺彦$ 振动理论 ［ %］ $ 北京： 地震出版社， !&&*$ ［+］ " 杨弗康， 李家宝， 洪范文$ 结构力学 ［ %］ $ 北京： 高等教育出版 社， !&&($ ［,］ " 金宝桢$ 结构力学 ［ %］ $ 北京： 高等教育出版社， !&-,$ ［.］ " 胡聿贤$ 地震工程学 ［ %］ $ 北京： 地震出版社， !&(($ ［-］ " 魏" 琏， 王广军$ 地震作用 ［ %］ $ 北京： 地震出版社， !&&!$ ［’］ " 龙驭球， 包世华$ 结构力学教程 ［ %］ $ 北京： 高等教育出版社， !&(($ ［(］ " 郭长城$ 建筑结构振动计算 ［ %］ $ 北京： 中国建筑工业出版社， !&()$ ［&］ " 王 " 星， 董石麟$ 板锥网壳结构的抗震分析 ［ /］ $ 建 筑 结 构， )**+ ， ++ （+） ： -)0-,$ ［ !* ］ " 李国强， 李 " 杰， 苏小卒$ 建筑结构抗震设计 ［ %］ $ 北京： 中国 建筑工业出版社， )**)$ ［ !! ］ " 高炳坤$ 奇妙的惯性力 ［ /］ $ 物理与工程， )**+ ， !+ （,） ： +0-$
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第 "# 卷! 第 " 期 #$$% 年 % 月
四川建筑科学研究 &’()*+, -*’./’,0 &(’1,(1
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惯 性 力 考
宋天齐
（ 甘肃工业大学， 甘肃 兰州! 9"$$2$ ） 摘! 要： 牛顿力学中的惯性力是一个基本而重要的概念， 但诸多文献却认为： 在得到加速度的物体上作用有惯性力； 惯性力与 远处星球的引力可以抵消。对惯性力概念的研究表明， 以上两种见解是错误的， 有必要予以纠正。 关键词： 惯性系； 惯性力； 牛顿力学 :"42; %! ! ! 文献标识码： <! ! ! 文章编号： 4$$5 8 46"" （ #$$% ） $" 8 $$72 8 $# 中图分类号：
############################################## （ 上接第 ,, 页） （ ) $）1 *2 ’. 时， 该误差值为 ,2 -.3 ， 且该值以相对 于 ! 为二次方的速度减小。 （+） 本文解答的 ! 45 在左右边界上严格满足应力 边界条件， 在上下边界上均满足合力平衡条件。在 最 大 剪 应 力 点 处，二 解 答 间 的 相 对 误 差 为 !645 7 ! 45 ! 1 ； 当 %（ & ) $ ）1 *2 ’. 时， !. ") 7 ! ! 45 4 1 *， 5 1* 该值也以相对于 ! 为二次方的 该误差值为 +2 *.3 ， 速度减小。 综上所述， 当剪力墙高宽比大于 *2 ’. 时， 材料 力学解与弹性力学解之间的相对误差小于 .3 。在 工程设计中， 宜针对具体高宽比相应地采用弹性力 学或材料力学解答， 以满足工程精度要求。 $ 1 ) 8， ’ 9 1 ! :; < 8+ ， ’ = 1 *2 ’ ’ 9 ， 取 % 1 ,* 8， #> 于图 , 中。
第 +) 卷"
而定； 但在动力学中， 应用牛顿定律时， 参照系却不 能任意选择。因为牛顿定律不是对任何参照系均成 立； 牛顿定律成立的参照系为惯性参照系， 简称惯性 系。凡对惯性系作等速运动的坐标均为惯性系。例 车厢中水平放置的 如， 一车厢以加速度 ! 向右前进， 弹簧称的指针在标尺 弹簧牵引着质量为 " 的小球， 上指出的度数， 在车中和路基上的观察者看起来都 是一样的。车中的观察者看到弹簧的拉长是由于小 球的拉力， 但是他看到的小球是平衡着的。为了解 释这一现象， 要二力平衡公理成立， 便不得不认为 # 的大 （ 亦即假想） 有一力 # 沿左方向作用着小球， 小是 "!。事实上， 对惯性系而言， 这个力 # 是不存 在的， 因为在惯性坐标系的观察者看见小球是以加 小球并不保持平衡， 故而， # 力是 速度 ! 运动着的， 非惯性系 （ 车厢中） 中观察者所臆造的、 虚拟的； 宜 称这种力为虚拟力， 亦即所谓惯性力。 在此例中， 要害问题是非惯性系 （ 即车厢内） 中 的惯性力是虚拟的。换句话说则为， 受到加速度的 物体上， 不存在惯性力。 惯性力是虚拟的力， 它并不反映物体之间的真 实作用， 不具备 “ 力是物体间的相互作用” 这一特 性， 惯性力是不存在施力者的， 没有施力者就谈不到 相互作用， 也谈不到反作用力， 惯性力与真实力有质 的区别， 惯性力的实质是非惯性系加速度的反映。 由以上可见， 受到加速度的物体上， 并不存在惯 性力。