牛顿第二定律是什么?简述牛顿第二定律的内容

牛顿第一定律

牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,直到其他物体的作用迫使它改变这种状态为止。

牛顿第一定律也叫惯性定律,它告诉我们“运动并不需要力来维持”。如果物体受到的合外力为 0,那它之前是什么速度,之后就依然是什么速度。

为什么它还有一个名字叫“惯性定律”呢?惯性在英文里跟惰性是同义词(Inertia),就是懒的意思。所以,惯性定律就是说所有的物体都很“懒”,像懒猪一样,都不愿意主动改变自己的运动状态。

牛顿第二定律是什么?简述牛顿第二定律的内容-1

如果我现在没动,那就一直不动,除非你用力推我;如果我现在有一个速度,那就一直以这个速度前进,除非有力拦着我。

喜欢科幻电影的朋友肯定对这个画面不陌生:一个宇航员在外太空不小心弄断了连接飞船的绳子,然后大家就只能眼睁睁地看着这个宇航员以一定速度飘向太空深处。因为太空中没有其他外力拦住他,所以他就只能遵守惯性定律“懒”下去,一直以同一速度飘走(虽然他是如此地不愿意)。

牛顿第二定律是什么?简述牛顿第二定律的内容-1

这也说明:没有力,宇航员照样可以运动,力的确不是维持物体运动的原因。那么,力的作用到底是什么呢?伽利略在后半句里说了:力是改变物体运动状态的原因。也就是说,虽然运动本身不需要力来维持,但是,如果想改变运动状态,比如宇航员不想飘向太空深处,想回到飞船,这就需要一个外力来拉一把。

好,知道力可以改变物体的运动状态之后,我给你一定的力,你的速度能改变多少呢?想要把这个账定量地算清楚,我们就需要牛顿第二定律。

牛顿第二定律

怎么算呢?

首先,既然力可以改变物体的速度,那首先就得找一个物理量来描述物体速度的变化。比如,汽车现在的速度是 2m/s,1s 后变成了 4m/s,那它的速度就在 1s 之内变化了(4–2)m/s=2m/s。

为什么汽车的速度会变化呢?当然是发动机的牵引力让汽车的速度发生了改变,换成马车就是马的拉力让车的速度改变了。既然速度发生了改变,那肯定就有什么力作用在它身上。

那么,力的大小跟速度的变化有什么关系呢?是力越大,速度的变化就越大吗?乍一看好像没问题。用两匹马拉车,1s 内可以让马车加速 2m/s ;如果有四匹马拉车,或许 1s 内就能让马车加速4m/s。但是,就算只有一匹马,如果时间给够,比如 60s,那马车完全有可能增加更多的速度。所以,光比速度的变化量是不公平的,还要限定时间:在一定的时间内(比如 1s)让物体的速度变化越大(也就是速度变化得越快),才能说明受到的力越大。

因此,有理由相信:合外力越大,物体的速度变化得越快。而单位时间内物体速度的变化量,正是加速度的定义。也就是说,我们用加速度这个物理量来描述物体速度变化快慢的程度。如果物体的速度不变,那它的加速度等于 0 ;如果物体的速度在 1s 内从2m/s 增加到了 4m/s,那它的加速度就是 2m/s;如果物体的速度在2s 内从 1m/s 增加到了 7m/s,那么它的加速度就应该是:

牛顿第二定律是什么?简述牛顿第二定律的内容-1

好,现在我们知道了:物体受到的合外力越大,那它的速度就变化得越快,加速度越大。

牛顿第二定律是什么?简述牛顿第二定律的内容-1

那么,还有其他影响加速度的因素吗?同样是一匹马,一个拉自行车,一个拉大卡车,你觉得它们的加速度会一样吗?很显然,物体的加速度不仅跟合外力有关,还跟质量有关:质量越大,同等合外力下获得的加速度越小,反之越大。有了这样的铺垫,牛顿第二定律就呼之欲出了。牛顿第二定律:物体的加速度 a 跟物体受到的合外力 F 成正比,跟物体的质量 m 成反比,写成公式就是 F=ma。于是,我们就引出了牛顿力学里最重要的一个公式,整个高中物理都可以说是在学习F=ma 在各种情况下的应用。

牛顿第二定律也让我们有了一个全新的视角来审视“质量”这个概念。惯性定律不是说“万物都很懒”吗?没有外力推动,一个个都不愿改变自己的运动状态。但是,虽然大家都很“懒”,可“懒”也分三六九等。有的物体是轻微的懒,轻轻一推就改变了运动状态;有的是极度的懒,用八抬大轿都抬不动。

牛顿第二定律是什么?简述牛顿第二定律的内容-1

那么,如何判断一个物体是一点点懒,还是非常懒呢?答:根据质量。因为牛顿第二定律告诉我们,一个物体的质量越大,同等外力下产生的加速度就越小,即运动状态变化得越慢,这不就是更懒的意思吗?所以,质量就成了一个衡量物体运动状态改变难易程度的物理量。质量越大,越胖,就越不想动,想想好像真的很有道理。

牛顿第二定律是什么?简述牛顿第二定律的内容-1

从这个角度,大家再来感受一下牛顿第二定律 F=ma:外力(F)想改变物体的运动状态(a),但质量(m)越大,物体越懒,越坚持自我,越难被外力(F)所改变。所以,内心越强大,就越难被外界的诱惑所改变;质量越巨大,就越难被外力的驱动所改变。

牛顿第三定律

牛顿第三定律:相互作用的两个物体作用力和反作用力大小相等,方向相反(牛顿的原话是“每一个作用都有一个相等的反作用”,并没有提到“力”。但因为我们在讨论牛顿力学,所以教材里就直接用作用力和反作用力来表述,方便理解)。这很好理解,比如我用力推一下墙,就会感觉墙也用力推了一下我,这两个力大小相等,方向相反。

原创文章,作者:发布专员,如若转载,请注明出处:https://ziliaobaba.com/26642.html

(0)
发布专员发布专员
上一篇 2022年11月20日 14:30
下一篇 2022年11月20日 14:35

相关推荐

  • 牛腱子肉怎么做好吃?牛腱子肉的家常做法窍门

    买别人的咋吃都贵,自己卤的咋吃都香!亲朋小聚、年夜菜单,总少不了一盘下酒的酱牛肉。 那么,今天就教大家年菜必备酱牛肉最正宗的做法,牢记“三泡”,放好“三酱”,保证牛肉酱香浓郁,怎么切都不碎。 【酱牛肉】 1.…

    2022年12月17日
  • 减脂韭菜可以吃吗(减脂期韭菜怎么吃)

    春食芽!春天万物生发,发芽类蔬菜肥硕鲜嫩,顺应时令,多吃绿豆芽、香椿、韭菜等发芽的食物。初春时的韭菜最好吃,嫩、鲜,且营养丰富,含有蛋白质、碳水化合物、粗纤维等,韭菜中丰富的纤维素能增强肠道的蠕动,使大便畅通,对减脂瘦身有积极的促进效果。今天的这道减脂餐除了韭菜,还配有6种食物,每一种都是低热量,且有丰富的营养素,一餐6种食物,成菜后满

    2022年1月5日
  • 女士新手买什么样的车

    女士新手买什么样的车 随着社会的发展,越来越多的女士也开始拥有自己的爱车,然而,作为新手,女士们在选择车型时会感到很困惑,不知道该买什么样的车,以下就为大家介绍一下,女士新手买什么样的车。 一、安全稳定…

    投稿 2023年7月9日
  • 毛利率计算公式(毛利率简单理解)

    我们会计人员并不只是单纯记录公司经济交易往来,还需要计算企业利润、毛利润、净利润等数据。对于这些数据,我们都可以运用到公司管理层面。想要计算毛利润,如此,毛利率也就要进行计算了。那怎么计算毛利率?接下…

    投稿 2022年11月26日
  • 夏至是什么意思?夏至的介绍

    今日夏至。   夏至的字面意思是“夏天的极致”。但在天文学家眼里,夏至有特别的含义。我们所说的夏至,大多指的是北半球的夏至。而北半球夏至的到来,意味着太阳的在地球上的直射点向北移到了尽头。 这个尽头位…

    2022年11月21日
  • 元旦祝福语文案短句(元旦祝福语短句10字)

    那些关于跨年的神仙句子!1、第三旋臂边缘,一颗蓝色行星上,碳基生物正在庆祝,他们所在的行星又在该恒星系里,完成了一次公转。——骆逸2、朝暮与年岁并往,愿与你一同行至天光。——河唐先生《天光》3、新年,新酒,新茶;有盼,有钱,有你。4、凛冬散尽,星河长明,新的一年,万事顺遂5、新的一年,三餐四季,温柔有趣,

    2022年1月6日
  • x201笔记本支持多大内存(x201笔记本)

    2010年发布,初代酷睿M系列处理器,集成小红点手感极好的键盘,没错他就是今天的主角-X系列,这款型号是X201:     屏幕分辨率:1280x800 小红点,广受好评的键盘,以及触摸板,指纹识别,屏幕摄像头附近还…

    2023年1月4日
  • 汤圆怎么做好吃?汤圆的多种吃法

    红枣为补脾和胃、益气生津之品; 桂圆可益心脾,补气血,养心安神; 加了几个汤圆,三种家常食材同煮,可以补中益气、养血安神、温阳补虚、健脾开胃。 食材明细 桂圆、红枣、汤圆 桂圆红枣汤圆的做法步骤 1.桂圆、红…

    2022年12月8日
  • 彩虹岛练级路线攻略(彩虹岛最新升级攻略)

    大家好,小编这一期为大家带来的是《彩虹岛》手游的新手入门攻略!距离《彩虹岛》手游开服已经一个多月了,不知道大家是否已经熟悉手游的玩法了呢?下面小编就为一些萌新玩家们提供一些入门小技巧!   首先就是…

    2022年11月22日
  • 天创恒达采集卡好不好(天创恒达视频采集卡)

    近期,根据用户反馈和多方市场调研,针对图像采集、网络直播、视频会议、医疗影像等复杂信号的采集需求,小编这次推荐下支持单路多接口信号接

    2022年1月11日