狐狸貓和小數蛙正玩著尬車遊戲 兩人輪流開電動玩具車 並在水杯架上放置一杯裝半滿的水 直線行駛一段距離後 杯中的水剩下較多的人獲勝 開始比賽前 狐狸貓讓小數蛙先猜猜看 如果快速踩下油門 水杯內的水會發生什麼事呢? 螢幕前的你 能幫小數蛙解答這個問題嗎? 小數蛙決定試試看 只見他大力的踩下油門 水杯內的水跟著猛力的向後傾斜 小數蛙瞬間好奇了起來 為什麼水杯的水會向後傾斜呢? 狐狸貓和小數蛙分享他學過的牛頓第一運動定律 也就是「慣性定律」 慣性定律指的是 物體具有 「維持原本運動狀態」的特性 如果一個物體不受外力 或是所受外力合力等於0的時候 原本靜止的物體仍維持靜止 而原本正在運動的物體 則會持續沿著直線做等速度運動 狐狸貓用尬車遊戲的例子解釋給小數蛙聽 原本玩具汽車靜止 當瞬間踩下油門時 油門使汽車產生了向前的動力 但水杯內的水在這個瞬間並沒有受力 水杯內的水仍然會維持在原本的位置 相對往前的汽車 水杯的水就會向後傾斜 瞭解慣性定律的原理後 小數蛙忍不住想知道這個定律是誰發現的? 狐狸貓告訴他 原來這個原理是經過科學家接續的觀察與實驗之下 所歸納出的結論 十六世紀時 伽利略提出了看法 他認為運動中的物體 會維持原來的運動狀態 並用斜面和金屬小球做了實驗 伽利略先準備了光滑 兩側坡度相同的雙斜面 把小球從左側斜面的頂端放下 他發現小球滾動時 會達到約與釋放處相同的高度 接著 伽利略減少了右側斜面的傾斜角度 把小球從左側斜面頂端放下 小球仍然達到了與釋放處相同的高度 但小球移動的距離卻變長了 他也因此推論出 如果將小球由左側斜面頂端釋放 並且下滑到完全光滑的水平面上 在不受任何阻力及外力的作用下 小球將沿著直線以等速度前進 這就是伽利略總結出的「慣性」 在伽利略之後 牛頓深入的探討了力與物體運動間的關係 歸納出了廣為人知的牛頓第一定律 也就是慣性定律 小數蛙聽得津津有味 忍不住和狐狸貓分享 自己在生活中關於慣性定律的經驗 上週搭捷運時 他和朋友拖著行李箱搭捷運 在捷運剎車時 原來就是因為慣性的關係 讓他的行李箱往前滑了一些 而朋友的行李箱更是滑到門口旁邊去了 兩個人說得哈哈大笑 狐狸貓突然靈機一動 問小數蛙知不知道 為什麼同樣捷運煞車的情況下 他的行李箱只往前滑了一些 但朋友的行李箱卻滑到門口旁邊呢? 螢幕前的你 能幫小數蛙解答這個問題嗎? 你想到了嗎? 這是因為當物體的質量越大時 本身的慣性也會越大 小數蛙的行李是8公斤 朋友的行李是3公斤 所以8公斤行李的運動狀態 比較不容易被改變 小數蛙已經從狐狸貓那邊學會了 完整的慣性定律概念 他決定做一份重點整理提醒自己: 如果物體不受外力或所受外力合力等於0 靜止的物體維持靜止 運動的物體必沿著直線做等速度運動 當物體的質量越大時 慣性越大 需要越大的力才能改變物體的運動狀態 最後 小數蛙邀請螢幕前的你 和他一起來腦力激盪! 假設今天我們正坐在車上經過連續彎道 試著說明當車子左彎或右彎時 身體會朝向哪個方向傾斜?