牛頓的三個定律是什麼?

General 更新 2024-11-24

牛頓的力學三大定律分別是哪三個？

牛頓第一運動定律：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持勻速直線運動或靜止狀態，也就是慣性定律了。說明一切物體都有慣性。

牛頓第二運動定律：物體的加速度跟物體所受的合外力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。也就是公式，F合=ma（這是高中學的）

而，牛頓發表的原始公式：F=d(mv)/dt，即微分形式。對時間求積分可以得到動量定理。

牛頓第三運動定律：兩個物體之間的作用力和反作用力，在同一直線上，大小相等，方向相反。

牛頓三大定律是哪三個定律

牛頓第一定律（慣性定律）

內容

表述一：任何一個物體在不受外力或受平衡力的作用時（Fnet=0），總是保持靜止狀態或勻速直線運動狀態，直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態為止。　　表述二：當質點距離其他質點足夠遠時，這個質點就作勻速直線運動或保持靜止狀態。　　即：質量是慣性大小的量度。　　慣性大小隻與質量有關，與速度和接觸面的粗糙程度無關。　　質量越大，克服慣性做功越大；質量越小，克服慣性做功越小。

牛頓第二運動定律

內容

物體的加速度跟物體所受的合外力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。　　公式：　　F合=ma （單位：N（牛）或者千克米每二次方秒）　　牛頓發表的原始公式：F=d(mv)/dt（見自然哲學之數學原理）　　動量為p的物體，在合外力為F的作用下，其動量隨時間的變化率等於作用於物體的合外力。　　用通俗一點的話來說，就是以t為自變量，p為因變量的函數的導數，就是該點所受的合外力。　　即： F=dp/dt=d(mv)/dt （d不是 delta（△），而是微分的意思。但是在中學學習的一般問題中，兩者可以不做區別）　　而當物體低速運動，速度遠低於光速時，物體的質量為不依賴於速度的常量，所以有　　F=m(dv/dt)=ma 　　這也叫動量定理。在相對論中F=ma是不成立的，因為質量隨速度改變，而F=d(mv)/dt依然使用。　　由實驗可得在加速度一定的情況下F∝m,在質量一定的情況下F∝a 　　(只有當F以N,m以kg，a以m/s^2為單位時，F合=ma 成立）　　幾點說明：第二定律

（1）牛頓第二定律是力的瞬時作用規律。力和加速度同時產生、同時變化、同時消逝。　　（2）F=ma是一個矢量方程，應用時應規定正方向，凡與正方向相同的力或加速度均取正值，反之取負值，一般常取加速度的方向為正方向。　　（3）根據力的獨立作用原理，用牛頓第二定律處理物體在一個平面內運動的問題時，可將物體所受各力正交分解，在兩個互相垂直的方向上分別應用牛頓第二定律的分量形式：Fx=max，Fy=may列方程。

牛頓第二定律的六個性質

（1）因果性：力是產生加速度的原因。　　（2）同體性：F合、m、a對應於同一物體。　　（3）矢量性：力和加速度都是矢量，物體加速度方向由物體所受合外力的方向決定。牛頓第二定律數學表達式∑F = ma中，等號不僅表示左右兩邊數值相等，也表示方向一致，即物體加速度方向與所受合外力方向相同。　　（4）瞬時性：當物體（質量一定）所受外力發生突然變化時，作為由力決定的加速度的大小和方向也要同時發生突變；當合外力為零時，加速度同時為零，加速度與合外力保持一一對應關係。牛頓第二定律是一個瞬時對應的規律，表明了力的瞬間效應。　　（5）相對性：自然界中存在著一種座標系，在這種座標系中，當物體不受力時將保持勻速直線運動或靜止狀態，這樣的座標系叫慣性參照系。地面和相對於地面靜止或作勻速直線運動的物體可以看作是慣性參照系，牛頓定律只在慣性參照系中才成立。　　（6）獨立性：作用在物體上的各個力，都能各自獨立產生一個加速度，各個力產生的加速度的失量和等於合外力產生的加速度。

適用範圍

（1）只適用於低速運動的物體（與光速比速度較低）。　　（2）只適用於宏觀物體，牛頓第二定律不適用於微觀原子。　　（3）參照系應為慣性系。