惯性的引导   

惯性制导系统能使飞机在没有GPS这类外部信息来源的情况下确定飞行的方位,而这里的关键词就是“惯性”。它与运动中的物理学有关,并时常给人带来困惑。想象一下溜冰场上有一个很重的东西,比方说大象。你穿了一双抓地力很强的靴子。虽然大象在冰面上受到的摩擦力远远小于在地面上的摩擦力,想要推动它,你还是得费一番工夫。而大象一旦开始滑动,光靠你的几根手指是无法拉住它的——似乎有某股力量推动大象不停地向前滑去,这股力量就来源于惯性。

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有趣的是,决定物体惯性的是它的质量(mass),而不是它的重量(weight)。我们经常互换使用“质量”和“重量”这两个词,但是,它们是两个不同的概念。物体的质量是其与生俱来的一种属性,无论处于地球表面,还是月球表面,或是飘浮于宇宙中,它的质量不变。物体的质量决定它受力时的加速度。对不同物体施以同样大小的力,获得加速度大的物体质量小。

另外,重量代表了引力对物体的影响。因此,你在地球上的重量是月球上的6倍,而在太空中,你的重量则有可能为零。碰巧的是,在地球上物体的重量等于它的质量。其实,这不是巧合,这个现象反映了质量的单位的本质,在地球引力下,重量和质量是等值的,但是度量单位不同。

由于物体的惯性是由其质量决定的,因此,无论是在地球上还是宇宙中,同一物体的惯性不变。假设一辆卡车以时速59英里在太空中运动,同一辆车在没有动力的情况下以相同的速度在地球上运动,如果要使它停下来,在太空中所费的功夫和地球上的是一样的。事实上,从某种程度上来说,在太空中费的功夫还要更大些,因为从理论上来说,太空中的摩擦力可以忽略不计。因此,无论你对卡车施多大的力,它都停不下来。在没有摩擦力的太空中,就算超级英雄出场,他们也无法阻止撞向地球的流星或小行星。

惯性让人困惑的另一个原因在于它本身并非是某种力。牛顿第二定律告诉我们(见第41页)使某物加速或减速的力等于它的质量乘以你想要使它获得的加速度。在这样的外力作用下,惯性就产生了。惯性不是突然冒出来的神秘力量。