三大力学定律 牛顿力学三定律及其适用)

牛顿力学三定律(力学三定律)及其应用
力学是一门研究物质机械运动规律的科学 。机械运动是物质运动最基本的形式 。其他运动形式包括热运动、电磁运动、原子和内部运动以及化学运动 。
英文单词“mechanism”是力学(来自希腊语——mechanical) 。在英语中,力学是一个多义词,可以解释为“力学”或“力学”或“结构” 。在其他欧洲语言中,这个词的词源和语义与英语相同 。汉语中没有一词多义的对等词 。力学在20世纪50年代作为研究力量作用的学科术语传入中国时,被翻译为“强调学习”,后来又被翻译为“力学”,并一直沿用至今 。“机械”和“机械”在英语中与mechanical相同,而现代汉语中的“机械”可以理解为“死板” 。不同语言中词义包容性的差异有时会导致国际学术交流的倒退 。比如力学自然观,其实就是指用力学解释自然的观点 。因此,力学可以说是力和(机械)运动的科学 。
研究机械能和力及其与固体、液体和气体的平衡、变形或运动的关系 。力学可以分为三个部分:静力学、运动学和动力学 。静力学研究力的平衡或物体的其余部分 。运动学只考虑物体如何运动,不讨论它与力的关系 。讨论动态物体的运动和施加在其上的力之间的关系 。大型风洞、水洞等现代机械实验设备,其建立和使用本身就是一项综合性的科技工程,需要多类型、多学科的合作 。
力学主要是分析力对物体的影响 。力有大小和方向,所以力是矢量 。
牛顿运动定律包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律,由艾萨克·牛顿于1687年在《自然哲学的数学原理》一书中总结提出 。其中,第一定律解释了力的含义:力是改变物体运动状态的原因;第二定律指出了力的作用:力使物体得到加速度;第三定律揭示了输出的本质:力是物体之间的相互作用 。
牛顿运动定律中的定律相互独立,内在逻辑与自洽一致 。它的适用范围是经典力学的范围,适用条件是质点、惯性参照系、弱引力场、宏观和低速运动问题 。
17世纪末,牛顿继承和发展了前人的研究成果(尤其是开普勒的行星运动三定律),提出了机械运动的三个基本定律,使经典力学形成了系统的理论 。根据牛顿三定律和万有引力定律,成功地解释了地球上落体的规律和行星的轨道 。
牛顿第一运动定律牛顿第一运动定律,简称牛顿第一定律 。又称惯性定律和惯性定律 。常见的完整表达:任何物体都应该保持匀速直线运动或静止,直到外力迫使其改变运动状态 。
改变物体的移动速度需要外力 。不仅如此,物体还会抵制这种变化 。物体的这种阻力叫做惯性 。对于滚球来说,你不需要太多的努力就能让它改变方向 。但是如果你用同样的力度推一辆运动的车,车的方向变化很小,你甚至看不到车的运动发生了变化 。原因是汽车的惯性比球大得多 。物体的惯性显然与它所包含的物质的量有关 。
人的性格往往有惰性或惯性 。他们总是喜欢保持原有的生活节奏或习惯 。他们需要内在的动力和外在的压力来迫使他们做出改变,他们经常有矛盾的情绪 。
牛顿第二运动定律牛顿没有停留在惯性定律的定性描述上,而是将其量化,提出了运动第二定律 。
牛顿第二运动定律的一般表达式是:物体的加速度与作用力成正比,与物体质量成反比,与物体质量的倒数成正比;加速度的方向与力的方向相同 。
F=ma
f:力,M:质量,A:加速度 。
从上面的方程可以看出,物体的质量越大,改变其运动速度就越不容易,所以质量是表示物体惯性的一个量,称为惯性质量 。这也解释了质量大的铁球下落时,虽然重力比质量小的球大,但阻碍下落的惯性质量也比较大,所以质量不同的铁球速度是一样的(惯性质量等于重力质量) 。
惯性定律是第二定律的特例 。如果力为零,那么加速度一定为零,速度不变 。
当你把球扔进空时,球会加速一定距离,然后呈抛物线下落 。球受到三种力的作用,推力、重力和空气摩擦 。然后,想象你以更快的初始速度投球 。当然,球落地前会飞更远的距离 。然后,让我们想象一下,以如此快的速度扔球,球不会掉在地上 。球的轨迹会向地面弯曲,但地面是弯曲的,所以一个运动足够快的球可以与地面保持固定的距离,即使球一直落到地面 。这种情况类似于月球的运动 。只不过月球是以椭圆轨道而不是圆形轨道绕地球运行 。月球也在不断地向地球坠落,但是月球的水平运动速度非常快,它可以在地球表面绕着自己的轨道运动 。

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