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三大力学定律 牛顿力学三定律及其适用）( 二 )

力学定律三大适用


上面提到的超快速度就是宇宙速度，达到宇宙速度的火箭可以脱离地球引力，飞向太台空 。

如果任何物体想离开它的天体系统，它必须能够在速度上摆脱它的引力，我们称之为宇宙速度 。第一宇宙速度，也称环绕速度，是指物体在接近地球表面的圆周运动中的速度，即卫星的最小发射速度，为每秒7.9公里 。第二宇宙速度，又称脱离速度，是指物体完全摆脱地球引力束缚，飞离地球，绕太阳转一圈所需的最小初速度，其大小为每秒11.2公里 。第三宇宙速度又称逃逸速度，是指地球上发射的物体摆脱太阳引力飞出太阳系所需的最小初速度，大小为每秒16.7公里 。第四宇宙速度是指地球上发射的物体摆脱银河系引力束缚飞出银河系所需的最小初速度，其速度估计为每秒110到120公里 。第五宇宙速度是指宇宙飞船从地球发射并飞出当地星系团的最小速度 。由于当地星系团的半径和质量没有足够精确的数据，数据大小无法准确得知 。目前，科学家估计当地的星系团大约有500万到1000万光年 。按照这个计算，大约需要每秒1500到2250公里才能飞走 。
如果地球的质量更大，那么地球的引力会更强，宇宙的速度也会更高 。现在，我们想象一个天体，它的质量如此之大，以至于它的宇宙速度超过了光速(大约每秒30万公里) 。因此，任何东西，甚至光，都无法逃离这个天体 。这样的天体就是黑洞 。
牛顿第三运动定律牛顿第三运动定律的普遍表述是:两个相互作用的物体之间的力和反作用力，总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上 。

牛顿运动定律在研究对象上具有递进关系 。第一、第二定律只研究单个物体(可以只有一个物体，或者一个物体可以从多个物体中孤立出来作为研究对象)，解决其在无力或多种力作用下的运动问题；第三定律拓展了研究对象，至少研究的是两个对象之间的相互作用，制约或影响研究对象或研究对象以外的其他对象的运动 。只有将第一、第二、第三定律有机结合起来，才能解决所有复杂的动力学问题，才能从质点的动力学出发，解决质点系、刚体、流体、振动、波动等力学问题 。
牛顿运动定律基于牛顿力学的基本假设①空之间的空间是绝对的，可以认为是空之间的数学抽象空间，与空中的填充材料无关；
(相对论认为空是相对的，在空和空之间收缩，接近光速 。告诉时间空如何弯曲，时间空如何移动)
②时间是连续的，均匀流逝的，无穷无尽的；
(相对论认为时间是相对的，时间在接近光速的空之间膨胀 。)
③时间与空没有关系；
(相对论认为时间空是一，不同的时间空之间有不同的时间 。)
④时间与运动状态无关；
相对论认为时间与运动状态有关 。)
⑤物体的质量与其运动状态无关 。
(相对论认为质量在空会趋近于无穷大，接近光速 。)
牛顿力学体系本质上是基于四个独立“概念”的建筑 。这四个基本概念是绝对质量、绝对“空空间、绝对“时间”和“力”(或“场”) 。这里的“绝对化”实际上是指不受物体运动状态的影响 。
牛顿运动定律很好地逼近了日常条件下的宏观物体 。然而，牛顿定律(将万有引力与经典电动力学相结合)在某些情况下并不适用，最显著的是在非常小的尺度、非常高的速度或非常强的引力场中 。因此，这些定律不能用来解释半导体中的导电、物质的光学性质、非相对论修正GPS系统中的误差和超导性等现象 。解释这些现象需要更复杂的物理理论，包括广义相对论和量子场论 。
牛顿运动定律只适用于粒子，牛顿运动定律中提到的物体都是粒子 。也就是忽略了物体的大小和形状，所以更容易注意它的运动 。当对象与其分析中涉及的距离相比较小时，或者当对象的变形和旋转不重要时，可以这样做 。这样，甚至可以将一颗行星理想化为一个粒子来分析恒星围绕恒星的轨道运动 。
牛顿运动定律只适用于惯性参考系 。孤立粒子静止或匀速直线运动的参照系是惯性参照系 。牛顿运动定律在非惯性参照系(加速度参照系)中不适用，因为不受外力作用的物体在这个参照系中也可能有加速度，这与牛顿第一运动定律是相悖的；牛顿运动定律只适用于惯性参考系 。但是，通过惯性力的引入，牛顿运动定律中第二定律的表达式可以应用于非惯性系 。
相对于惯性坐标系加速的参考坐标系必须是非惯性坐标系 。由于旋转产生加速度，相对于惯性坐标系旋转的参考坐标系也必须是非惯性坐标系 。自然界没有严格的惯性系，任何物体之间都存在万有引力，参考系中选取的参考物体总是受到引力的作用而产生加速度 。一般认为太阳系是比地球系统和地球系统更好的惯性系统，其次是地球系统 。

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