手機(jī)計(jì)步

薛海鳳

汽車緊急剎車時(shí)，車上乘客為什么會(huì)不自覺地往前傾？跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員為何需要助跑？百米賽跑沖到終點(diǎn)后為什么很難馬上停下來？每天走了多少步，智能手機(jī)、手表是如何算出來的？

這一切都與慣性有關(guān)。慣性，是物質(zhì)的一種固有屬性，它存在于每一個(gè)有質(zhì)量的物體中。無論是固體、液體或氣體，無論物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止，都具有慣性。慣性指物體具有保持原來靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種性質(zhì)，即一切物體在沒有受到任何力作用時(shí)，總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非是作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。我們把物體保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的屬性叫作慣性。慣性代表了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度。慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)。質(zhì)量大的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對(duì)難于改變，也就是慣性大;質(zhì)量小的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對(duì)更容易改變，也就是慣性小。

慣性在生活中的應(yīng)用隨處可見。跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員的助跑是為獲得較大速度從而離地時(shí)由于慣性繼續(xù)前沖。錘頭松動(dòng)了，可把錘頭倒過來將錘柄撞擊堅(jiān)硬地面幾下，當(dāng)錘頭和錘柄以一定的速度向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，錘柄首先觸地，狀態(tài)改變，而錘頭由于慣性仍舊向下運(yùn)動(dòng)就緊緊箍在錘柄上了，利用的也是慣性。拍打衣服或抖動(dòng)衣服，可將衣服上的灰塵抖落下來，這個(gè)日常小動(dòng)作同樣蘊(yùn)含了慣性?；覊m是附著在衣服上的，當(dāng)我們用力甩動(dòng)衣服，灰塵和衣服一起運(yùn)動(dòng)，而衣服突然停止時(shí)，灰塵仍要保持原來的運(yùn)動(dòng)就會(huì)離開衣服，這就是利用了灰塵的慣性。

慣性的應(yīng)用很廣泛，人們有時(shí)要利用慣性，有時(shí)卻要防止慣性帶來的危害。汽車緊急剎車或者突然停下時(shí)，車上的乘客往往會(huì)不自覺地往前傾斜，嚴(yán)重時(shí)撞上前面物體或沖出車外，帶來安全風(fēng)險(xiǎn)。這是因?yàn)樵救塑囈黄鹣蚯斑\(yùn)動(dòng)，當(dāng)車突然減速或停下，人下部由于摩擦力跟著減速或停下，而人上身由于慣性要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，身體自然就向前傾倒。因而汽車乘客要系安全帶，車輛行駛要保持安全距離。地震時(shí)災(zāi)區(qū)交通通道堵塞需空投物資，投放物資時(shí)并不是在指定點(diǎn)的正上方投放，而是還未到目標(biāo)地就得提前投放，這是因?yàn)楸粧佅碌奈镔Y具有慣性，有跟投放瞬間飛機(jī)一樣的水平速度，故物資在空中做拋物線運(yùn)動(dòng)。這是慣性導(dǎo)致空投物質(zhì)的一個(gè)障礙。

隨著科技進(jìn)步，慣性更多地參與到人們的日常生活中，帶給人們前所未有的精彩生活。因?yàn)閼T性，所有具有高速自旋的物體都具有方向的穩(wěn)定性，這也是陀螺儀保持穩(wěn)定的原理?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)高速自轉(zhuǎn)的物體，其自轉(zhuǎn)軸都能用來判別或標(biāo)示一定的方向。人們常使用智能手機(jī)的計(jì)步功能進(jìn)行步數(shù)監(jiān)測(cè)就利用了慣性。智能手機(jī)內(nèi)安裝有慣性陀螺儀裝置，其中的旋轉(zhuǎn)物或滑塊結(jié)構(gòu)，就是對(duì)慣性原理的運(yùn)用。當(dāng)手機(jī)隨著人的走動(dòng)而發(fā)生上下、前后、左右等空間位置變化時(shí)，機(jī)體內(nèi)的陀螺儀旋轉(zhuǎn)體或滑塊因慣性作用，并不能時(shí)刻隨機(jī)體空間位置變化而立即發(fā)生改變，依然要保持原來的運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，即保持原有的空間方向或位置，于是手機(jī)機(jī)體與陀螺儀旋轉(zhuǎn)體的軸線就會(huì)出現(xiàn)偏差，或迫使陀螺儀中的慣性滑塊與原有的空間位置出現(xiàn)位移，從而引起電路中電流或電壓等信息變化，手機(jī)通過這個(gè)變化就“感知”出方向的改變。手機(jī)或數(shù)碼相機(jī)拍攝中的防抖功能，智能手機(jī)擁有的“搖一搖”找朋友、“發(fā)紅包”等功能，也離不開陀螺儀的慣性定位基礎(chǔ)元件的作用。手機(jī)具有的智能化的導(dǎo)航功能也是靠慣性陀螺儀和角速度計(jì)、加速度計(jì)共同作用實(shí)現(xiàn)的。汽車、飛機(jī)航行、輪船遠(yuǎn)洋、無人駕駛，火箭和導(dǎo)彈的發(fā)射與飛行等很多領(lǐng)域，都離不開慣性陀螺儀等的定位導(dǎo)航功能。

我們應(yīng)該正確認(rèn)識(shí)慣性，運(yùn)用好慣性，避免慣性不好的方面，讓我們的生活變得更加美好。

象棋、茶葉罐盒蓋、唇膏、直尺、玻璃杯、硬殼紙、熟雞蛋、裝滿水的礦泉水瓶

橫掃棋子：

幾個(gè)象棋子豎直疊放在一起，用尺子迅速打跑最下面一個(gè)，上面的棋子幾乎還是整齊摞在一起。

雞蛋落杯：

玻璃杯上放張硬殼紙，紙上放個(gè)熟雞蛋，迅速敲打硬殼紙，紙飛出，蛋落杯中。

簡(jiǎn)易模擬汽車啟動(dòng)及剎車人狀態(tài)：

茶葉罐盒蓋上豎直放支唇膏，迅速拉動(dòng)盒蓋，發(fā)現(xiàn)唇膏后倒。若前方放個(gè)障礙物，運(yùn)動(dòng)的盒蓋遇障礙物突然停下，發(fā)現(xiàn)唇膏前傾。

氣泡哪邊動(dòng)：

裝滿水的礦泉水瓶中有個(gè)氣泡，迅速朝前拉動(dòng)礦泉水瓶，發(fā)現(xiàn)氣泡不是后退，反而前進(jìn)。礦泉水瓶突然停下，氣泡不是前行，而是后退。