手機計步

薛海鳳

汽車緊急剎車時，車上乘客為什么會不自覺地往前傾？跳遠運動員為何需要助跑？百米賽跑沖到終點后為什么很難馬上停下來？每天走了多少步，智能手機、手表是如何算出來的？

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

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

慣性的應用很廣泛，人們有時要利用慣性，有時卻要防止慣性帶來的危害。汽車緊急剎車或者突然停下時，車上的乘客往往會不自覺地往前傾斜，嚴重時撞上前面物體或沖出車外，帶來安全風險。這是因為原本人車一起向前運動，當車突然減速或停下，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動狀態(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。地震時災區(qū)交通通道堵塞需空投物資，投放物資時并不是在指定點的正上方投放，而是還未到目標地就得提前投放，這是因為被拋下的物資具有慣性，有跟投放瞬間飛機一樣的水平速度，故物資在空中做拋物線運動。這是慣性導致空投物質的一個障礙。

隨著科技進步，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。因為慣性，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。科學家發(fā)現(xiàn)高速自轉的物體，其自轉軸都能用來判別或標示一定的方向。人們常使用智能手機的計步功能進行步數(shù)監(jiān)測就利用了慣性。智能手機內安裝有慣性陀螺儀裝置，其中的旋轉物或滑塊結構，就是對慣性原理的運用。當手機隨著人的走動而發(fā)生上下、前后、左右等空間位置變化時，機體內的陀螺儀旋轉體或滑塊因慣性作用，并不能時刻隨機體空間位置變化而立即發(fā)生改變，依然要保持原來的運動或靜止狀態(tài)，即保持原有的空間方向或位置，于是手機機體與陀螺儀旋轉體的軸線就會出現(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，手機通過這個變化就“感知”出方向的改變。手機或數(shù)碼相機拍攝中的防抖功能，智能手機擁有的“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元件的作用。手機具有的智能化的導航功能也是靠慣性陀螺儀和角速度計、加速度計共同作用實現(xiàn)的。汽車、飛機航行、輪船遠洋、無人駕駛，火箭和導彈的發(fā)射與飛行等很多領域，都離不開慣性陀螺儀等的定位導航功能。

我們應該正確認識慣性，運用好慣性，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：

幾個象棋子豎直疊放在一起，用尺子迅速打跑最下面一個，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，紙上放個熟雞蛋，迅速敲打硬殼紙，紙飛出，蛋落杯中。

簡易模擬汽車啟動及剎車人狀態(tài)：

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

氣泡哪邊動：

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