为什么旋转的车轮具有惯性

Question

牛顿第一定律
一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态
旋转的车轮不是匀速直线运动状态或静止状态
为什么？

Answer 1

如果，你把整个车轮看成一个物体，远远地看，直到你看不到它在旋转
这时，你会发现它相对你是静止的。
所以，符合牛顿第一定律：受力平衡保持原先运动状态。

如果，你附着在旋转车轮边缘的某一点，你会受力，这个力就是向心力，否则你会因为惯性飞出去的。
这个向心力，一直改变你的运动方向，所以你才做圆周运动。
所以，这也符合牛顿第一定律：受力改变运动状态。

其实，就是参照系问题。追问

可是我们不能把车轮看做一个质点啊，我们研究的是车轮每一部分的运动。
还有，旋转车轮的向心力不足以抵消离心力吧？

追答

这就是个系统问题。

如果你把车轮看成一个系统，不要管系统内发生什么，这就是匀速或静止状态。

如果你进入到车轮这个系统内，车轮就是受力状态。

还有，你犯了个错误。

旋转车轮哪来的离心力？谁施加的？作用点在哪？

追问

离心力是一种惯性的表现
当物体受力不足以提供圆周运动所需向心力时，看起来就好像离心力大于向心力了，物体会做远离圆心的运动

追答

你对力的概念还是糊涂！

物体受力，一定要有施加力的物体，请问：离心力是谁施加的？

物体做圆周运动，如果没有向心力，就会做远离圆心的运动，恰恰是因为惯性。

离心趋势不是力，而是惯性，惯性不等于力。

根本就不存在离心力！

追问

可不可以就地球的公转介绍一下，有图就太好不过了？
谢谢了

追答

地球绕着太阳转，是地球和太阳之间的万有引力作为地球的向心力，

如果没有这个向心力，根据牛顿第一定律，地球就会径直飞走，不会绕着太阳公转。

Answer 2

牛一律说明力并不是维持物体运动的条件，力是使物体产生加速度的原因，也是改变物体运动状态的原因。牛顿第一定律又称惯性定律，它科学地阐明了力和惯性这两个物理概念，正确地解释了力和运动状态的关系，并提出了一切物体都具有保持其运动状态不变的属性——惯性，它是物理学中一条基本定律。上述定律主要是从天文观察中，间接推导而来，是抽象概括的结论，不能单纯按字面定义而用实验直接验证。和实际情况较接近的说法是：任何物体在所受外力的合力为零时，都保持原有的运动状态不变。即原来静止的继续静止，原来运动的继续作匀速直线运动。物体的惯性实质是物体相对于平动运动的惯性，其大小即为惯性质量。物体相对于转动也有惯性，但它跟第一定律所说的惯性不是一回事，它的大小为转动惯量。惯性质量和转动惯量都用来表示惯性，但它们是不同的物理量，中学物理不出现转动惯量的名词，可不必提两者的区别。物体在没有受到外力作用或所受合外力为零的情况下，究竟是静止还是作匀速直线运动，这除了和参考系有关外，还要看初始时的运动状态。

参考资料：http://baike.baidu.com/view/15885.htm

Answer 3

旋转的车轮具有惯性，这句话说得不专业。惯性是物体保持现有状态的基本属性，只要有质量就有惯性，衡量惯性大小饿指标是质量的大小。

旋转的物体，具有保持方向的特性。即所谓定向能力，可以具备维持旋转轴恒定的能力，利用这样的原理制作了陀螺，可以用于导航和制导。

Answer 4

假设物体在绝对光滑的 水平 物体上运动，如果对这个运动的物体施加作用力，且作用力和物体的运动方向相同。因为物体原本具有一定的动能，这个动能让物体在光滑的水平面上匀速运动。如果突然增加一个作用力，那么对于在绝对光滑的平面上运动的物体来说，它会产生一个反作用力，这个反作用力其实就可以理解为是物体惯性产生的力，这也是惯性产生的原因，惯性是物体的一个性质。同样，如果你想让一个在绝对光滑的平面运动的物体停下来，你在对它施加阻力的时候，它也会不断的把他本身的动能转化为对你的反作用力，最终由于动能耗尽，使得反作用力为零，惯性便消失了。
希望我的回答可以帮助你。
另外，地球的自转是由于地球整体处在太空无物质的环境下，在这个环境下，地球没有旋转的阻力，因此，地球会永远的旋转。在地球形成之初，因为某种不可预知的力量，使得地球开始自转，这个自转产生的原因，可能连科学家都解释不了呢。

Answer 5

旋转的车轮，不是匀速直线运动。
车轮上的每一个质点，都是在做圆周远动。

对于圆周运动的物体，牛顿定律对于惯性的说法是：转动惯量。

多说一句：
牛顿第一定律，不是对所有的参考系都适用，仅仅适用于惯性参考系。
而转动的车轮，恰恰不是惯性参考系，而是旋转坐标系。