质量和惯性

质量和惯性是古典物理学和现代物理学中的两个重要概念。质量和惯性之间的关系是，惯性是一个术语，定性地描述了物质抵抗运动状态变化的能力，而质量给出了惯性的定量值。然而，质量一词不仅用来量化惯性，也用来量化物质的其他物理性质。

什么是惯性(inertia)？

惯性是一个术语，定性地描述一个物体不愿意改变它的运动状态。由于惯性：

• 静止的物体往往保持静止，
• 运动中的物体倾向于以一定的速度运动 a中的恒速 直线。

这意味着需要施加一个力来移动静止的物体，或者改变已经在运动的物体的运动速度或方向。

今天所知的惯性概念是由伽利略提出的。在他之前，大多数人认为身体的“自然状态”是保持静止。他们认为，例如，当物体在地面上滚动时，它最终会停下来，因为它试图达到静止的“自然状态”。然而，伽利略和后来的牛顿认为，在这种情况下，物体静止是因为存在着与物体相对的力，而物体本身正试图保持其运动状态。

Galileo Galilei was a pioneer in developing the ideas about inertia in classical physics.

什么是群众(mass)？

质量在物理学中有几种不同的描述，在其中一种描述中，质量是对惯性的定量测量。物体的质量越大，力就越难改变物体的运动状态（这里我们说的“运动状态”也包括“静止状态”）。当质量被用来测量惯性时，它被称为惯性质量。在经典物理学中，惯性质量的概念出现在牛顿第二运动定律中。

According to Newton’s second law, if a resultant force  acts on an object of mass  , it would give an acceleration  to the object in the direction of force. These quantities are related by:

加速度是物体运动状态的变化。根据这个公式，一个质量较大的物体需要较大的力才能产生相同的加速度。在这里，质量是抵抗物体运动状态变化的量，因此，质量是惯性的量度。

然而，质量也用于另一种情况：量化物体之间的引力。从这个意义上说，主动引力质量是指物体产生的引力场有多强。被动引力质量这个术语描述了一个物体与另一个物体建立的引力场相互作用的强度。在经典物理学中，牛顿万有引力定律中使用的“质量”值就是这些引力质量。尽管在这两种情况下，质量的含义在概念上是不同的，但根据广义相对论中的等价原理，物体的引力质量和惯性质量是等价的。在实验上，引力质量和惯性质量之间的等效性在1014[1]中得到了5个部分的高精度证实。

什么是质量与惯性的关系(the relati***hip between mass and inertia)？

惯性是一种定性描述，描述物体抵抗运动状态变化的能力。

质量是表示物体惯性的物理量。它是定量的。

质量不仅描述了物体抵抗运动状态变化的能力，还描述了物体如何与引力相互作用。从技术上讲，惯性与物体如何与引力相互作用无关。然而，物体抵抗运动变化的能力和通过重力相互作用的能力在数量上是等价的。

工具书类

1. 奥唐纳，P。J(2015). 基本动力学和相对论。泰勒公司；弗朗西斯。

Image Courtesy

“Portrait of Galileo Galilei” by Justus Susterman (1597-1681) [Public Domain], via Wikimedia Comm***