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性质量也就越大,在二者正比例的关系下,若选择适当的单位,则可以使物体的引力质量数值等于它的惯性质量数值,即得出了:m引m惯。然而,我们却不能明确的说,物体的引力质量与惯性质量相同,这是因为惯性主要用于表示物体在抵抗外力,从而产生一种机械运动状态改变的能力,而引力则表示物体所产生引力场的能力,他们之间存在完全不同的物理属性,仅仅是因为他们之间所存在的比例关系较为严格。在日常的学习生活中,经常可以利用此种方法实现对物体惯性和引力的测量,比如,可以利用天平测量出物体的引力质量,通过测量出的结果,我们可以进一步得知物体的惯性2。可以发现,无论是引力,还是我们施加给物体的力量,都属于力,且拥有较为明显的力的属性,因此在这一方面,惯性质量与引力质量之间不存在差别。
通过分析可以发现,惯性质量仅在某一特殊条件下才与引力质量的数值几乎相等,然而由于受到实验条件的影响,我们仅可以说惯性质量与引力质量在广义相对论的基础上是近乎相等的。从物理学角度分析,两者之间也存在一定的差异性,首先,惯性质量与引力质量的来源不同,惯性质量来源于牛顿第二定律,其主要用于反映物体受到外力时加速的难易程度,而引力质量则来源于万有引力定律,其主要用于反映出引力场的作用。其次,惯性质量与引力质量的测量方法不同,惯性质量利用牛顿第二定律进行测量,根据定律,物体的加速度和其加在物体上的合外力成正比关系,而与物体的质量成反比,通过对物体加速度以及合外力的测量,可得出物体的质量,即为惯性质量。引力质量是利用万有引力定律进行测量,目前常见的测量方法主要是使用天平进行测量。
三、惯性质量和引力质量的等效性
针对惯性质量和引力质量的等效性研究,诸多国外的学者均进行了大量的实验和研究,认为惯性质量和引力质量在某种程度上可以被看作为精确的相等,但也有部分研究人员认为其是未经过证实和推理的事实总结,爱因斯坦将其称为“弱等效原理”。在此过程中,爱因斯坦还设计了一个利用升降机的理想实验,并在分析和研究中将其推广为引力场与非惯性系的等效,即为“强等效原理”。同时,爱因斯坦还找到了一个爱因斯坦张量,并建立了广义相对论的基本方程3。目前,有关惯性质量和引力质量的本质均产生了一致性的回答,尤其是当场方程建立之后,爱因斯坦在此基础上导出了牛顿万有引力定律的形式,并进行了大量的研究和实验,结果均取得了成功,同时也印证了广义相对论的准确r
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