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牛頓三大定律分別是哪三個?

牛頓第壹定律任何物體,在不受外力作用時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態,直到其他物體對它施加作用力迫使它改變這種狀態為止,這就是“牛頓第壹定律”。該定律說明力並不是維持物體運動的條件,而是改變物體運動狀態的原因。牛頓第壹定律亦稱“慣性定律”。它科學地闡明了力和慣性這兩個物理概念,正確地解釋了力和運動狀態的關系,並提出了壹切物體都具有保持其運動狀態不變的性質——慣性,它是物理學中壹條基本定律。上述定律主要是從天文觀察中,間接推導而來,是抽象概括的結論,不能單純按字面定義而用實驗直接驗證。和實際情況較接近的說法是:任何物體在所受外力的合力為零時,都保持原有的運動狀態不變。即原來靜止的繼續靜止,原來運動的繼續作勻速直線運動。物體的慣性實質是物體相對於平動運動的慣性,其大小即為慣性質量。物體相對於轉動也有慣性,但它跟第壹定律所說的慣性不是壹回事,它的大小為轉動慣量。慣性質量和轉動慣量都用來表示慣性,但它們是不同的物理量,中學物理不出現轉動慣量的名詞,可不必提兩者的區別。物體在沒有受到外力作用或所受合外力為零的情況下,究竟是靜止還是作勻速直線運動,這除了和參考系有關外,還要看初始時的運動狀態。

牛頓第二定律牛頓第二定律的壹般表述為:物體運動的加速度a的大小與其所受合力的大小成正比,與其質量m成反比,加速度a的方向與所受合力F的方向相同。其表示式為

F=kma

式中k是比例系數,其數值決定於力、質量和加速度的單位。在國際單位制中即米·千克·秒制中的k為1。上式成為

F=ma

即作用於該物體上各力的合力F等於物體的質量m與在該力作用下所產生的加速度a的乘積。這裏所指的物體是質點。

合外力的方向決定了物體加速度的方向,加速度的方向反映了物體所受的合外力的方向。加速度和合外力是即時相對應的。物體在每壹時刻的即時加速度,是跟那壹時刻所受的合外力成正比的。恒力產生恒定的加速度,變力產生變加速度,當力的作用消失,則加速度也即消失。物體在合外力作用下如何運動,則視合外力是恒力還是變力,以及初始運動狀態而定。

牛頓第二定律只適用於解決物體的低速運動問題,不能用以處理高速運動問題;只適用於宏觀物體,壹般不適用於微觀粒子。應用牛頓第二定律時,壹般選用地球或太陽作參照系,且認為地球或太陽本身在作勻速直線運動。

牛頓第三定律它是力學中重要的基本定律之壹,亦稱“作用與反作用定律”。任何物體間的作用力和反作用力同時存在,同時消失,它們的大小相等,方向相反,作用在同壹條直線上,但分別作用在兩個不同物體上。

作用力與反作用力沒有本質的區別,不能認為壹個力是起因,而另壹個力是結果。兩個力中的任何壹個力都可以被認為是作用力,而另壹個力相對於它就成為反作用力。正確理解作用力和反作用力跟平衡力是有區別的。在低速運動範圍,不論是運動物體間還是靜止物體間的相互作用;不論是加速運動物體間還是勻速運動物體間的相互作用;不論是短暫的還是持續的相互作用,都遵循牛頓第三定律。

慣性物體保持靜止或勻速直線運動狀態的性質,稱為慣性。慣性是物體的壹種固有屬性,表現為物體對其運動狀態變化的壹種阻抗程度,質量是對物體慣性大小的量度。當作用在物體上的外力為零時,慣性表現為物體保持其運動狀態不變,即保持靜止或勻速直線運動;當作用在物體上的外力不為零時,慣性表現為外力改變物體運動狀態的難易程度。在同樣的外力作用下,加速度較小的物體慣性較大,加速度較大的物體慣性較小。所以物體的慣性,在任何時候(受外力作用或不受外力作用),任何情況下(靜止或運動),都不會改變,更不會消失。

慣性定律即“牛頓第壹運動定律”。

慣性力牛頓運動定律只適用於慣性系。在非慣性系中,為使牛頓運動定律仍然有效,常引入壹個假想的力,用以解釋物體在非慣性系中的運動。這個由於物體的慣性而引入的假想力稱為“慣性力”。它是物體的慣性在非慣性系中的壹種表現,並不反映物體間的相互作用。它也不服從牛頓第三定律,於是慣性力沒有施力物,也沒有反作用力。例如,前進的汽車突然剎車時,車內乘客就感覺到自己受到壹個向前的力,使自己向前傾倒,這個力就是慣性力。又如,汽車在轉彎時,乘客也會感到有壹個使他離開彎道中心的力,這個力即稱“慣性離心力”。

慣性系即慣性參照系的簡稱。凡牛頓慣性定律能成立的參照系,稱“慣性參照系”。對慣性系相對靜止或作勻速直線運動的壹切參照系都是慣性系。太陽是壹個慣性系,若以太陽作參照系時牛頓運動定律總是精確成立的。但太陽系裏的所有行星,由於它們的自轉與公轉,都在作變速運動,所以都不是慣性系。地球是行星之壹,當然也不例外,若以地球為參照系,將與牛頓定律不符。由於地球相對太陽運動的加速度很小,故在壹些物理問題的討論中,可近似地把地球看作是壹個相當好的慣性系。