手机计步

薛海凤

汽车紧急刹车时，车上乘客为什么会不自觉地往前倾？跳远运动员为何需要助跑？百米赛跑冲到终点后为什么很难马上停下来？每天走了多少步，智能手机、手表是如何算出来的？

这一切都与惯性有关。惯性，是物质的一种固有属性，它存在于每一个有质量的物体中。无论是固体、液体或气体，无论物体是运动还是静止，都具有惯性。惯性指物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的一种性质，即一切物体在没有受到任何力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非是作用在它上面的力迫使它改变这种状态。我们把物体保持运动状态不变的属性叫作惯性。惯性代表了物体运动状态改变的难易程度。惯性的大小只与物体的质量有关。质量大的物体运动状态相对难于改变，也就是惯性大;质量小的物体运动状态相对更容易改变，也就是惯性小。

惯性在生活中的应用随处可见。跳远运动员的助跑是为获得较大速度从而离地时由于惯性继续前冲。锤头松动了，可把锤头倒过来将锤柄撞击坚硬地面几下，当锤头和锤柄以一定的速度向下运动时，锤柄首先触地，状态改变，而锤头由于惯性仍旧向下运动就紧紧箍在锤柄上了，利用的也是惯性。拍打衣服或抖动衣服，可将衣服上的灰尘抖落下来，这个日常小动作同样蕴含了惯性。灰尘是附着在衣服上的，当我们用力甩动衣服，灰尘和衣服一起运动，而衣服突然停止时，灰尘仍要保持原来的运动就会离开衣服，这就是利用了灰尘的惯性。

惯性的应用很广泛，人们有时要利用惯性，有时却要防止惯性带来的危害。汽车紧急刹车或者突然停下时，车上的乘客往往会不自觉地往前倾斜，严重时撞上前面物体或冲出车外，带来安全风险。这是因为原本人车一起向前运动，当车突然减速或停下，人下部由于摩擦力跟着减速或停下，而人上身由于惯性要保持原来的运动状态，身体自然就向前倾倒。因而汽车乘客要系安全带，车辆行驶要保持安全距离。地震时灾区交通通道堵塞需空投物资，投放物资时并不是在指定点的正上方投放，而是还未到目标地就得提前投放，这是因为被抛下的物资具有惯性，有跟投放瞬间飞机一样的水平速度，故物资在空中做抛物线运动。这是惯性导致空投物质的一个障碍。

随着科技进步，惯性更多地参与到人们的日常生活中，带给人们前所未有的精彩生活。因为惯性，所有具有高速自旋的物体都具有方向的稳定性，这也是陀螺仪保持稳定的原理。科学家發现高速自转的物体，其自转轴都能用来判别或标示一定的方向。人们常使用智能手机的计步功能进行步数监测就利用了惯性。智能手机内安装有惯性陀螺仪装置，其中的旋转物或滑块结构，就是对惯性原理的运用。当手机随着人的走动而发生上下、前后、左右等空间位置变化时，机体内的陀螺仪旋转体或滑块因惯性作用，并不能时刻随机体空间位置变化而立即发生改变，依然要保持原来的运动或静止状态，即保持原有的空间方向或位置，于是手机机体与陀螺仪旋转体的轴线就会出现偏差，或迫使陀螺仪中的惯性滑块与原有的空间位置出现位移，从而引起电路中电流或电压等信息变化，手机通过这个变化就“感知”出方向的改变。手机或数码相机拍摄中的防抖功能，智能手机拥有的“摇一摇”找朋友、“发红包”等功能，也离不开陀螺仪的惯性定位基础元件的作用。手机具有的智能化的导航功能也是靠惯性陀螺仪和角速度计、加速度计共同作用实现的。汽车、飞机航行、轮船远洋、无人驾驶，火箭和导弹的发射与飞行等很多领域，都离不开惯性陀螺仪等的定位导航功能。

我们应该正确认识惯性，运用好惯性，避免惯性不好的方面，让我们的生活变得更加美好。

象棋、茶叶罐盒盖、唇膏、直尺、玻璃杯、硬壳纸、熟鸡蛋、装满水的矿泉水瓶

横扫棋子：

几个象棋子竖直叠放在一起，用尺子迅速打跑最下面一个，上面的棋子几乎还是整齐摞在一起。

鸡蛋落杯：

玻璃杯上放张硬壳纸，纸上放个熟鸡蛋，迅速敲打硬壳纸，纸飞出，蛋落杯中。

简易模拟汽车启动及刹车人状态：

茶叶罐盒盖上竖直放支唇膏，迅速拉动盒盖，发现唇膏后倒。若前方放个障碍物，运动的盒盖遇障碍物突然停下，发现唇膏前倾。

气泡哪边动：

装满水的矿泉水瓶中有个气泡，迅速朝前拉动矿泉水瓶，发现气泡不是后退，反而前进。矿泉水瓶突然停下，气泡不是前行，而是后退。