牛顿第二定律
内容:物体在受到合外力的作用会产生加速度,加速度的方向和合外力的方向相同,加速度的大小正比于合外力的大小与物体的惯性质量成反比。
第二定律定量描述了力作用的效果,定量地量度了物体的惯性大小。它是矢量式,并且是瞬时关系。
要强调的是:物体受到的合外力,会产生加速度,可能使物体的运动状态或速度发生改变,但是这种改变是和物体本身的运动状态有关的。
真空中,由于没有空气阻力,各种物体因为只受到重力,则无论它们的质量如何,都具有的相同的加速度。因此在作自由落体时,在相同的时间间隔中,它们的速度改变是相同的。
牛二定律是牛顿第二运动定律的简称。
内容
物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
公式;
F合=ma (单位:N(牛)或者千克米每二次方秒)
牛顿发表的原始公式:F=d(mv)/dt(见 自然哲学之数学原理)
动量为p的物体,在合外力为F的作用下,其动量随时间的变化率等于作用于物体的合外力。
用通俗一点的话来说,就是以t为自变量,p为因变量的函数的导数,就是该点所受的合外力。
即: F=dp/dt=d(mv)/dt (d不是der塔(△),而是微分的意思。但是在中学学习的一般问题中,两者可以不做区别)
而当物体低速运动,速度远低于光速时,物体的质量为不依赖于速度的常量,所以有
F=m(dv/dt)=ma
这也叫动量定理。在相对论中F=ma是不成立的,因为质量随速度改变,而F=d(mv)/dt依然使用。
由实验可得在加速度一定的情况下F∝m,在质量一定的情况下F∝a
(只有当F以N,m以kg,a以m/s^2为单位时,F合=ma 成立)
几点说明:
第二定律(1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝。
(2)F=ma是一个矢量方程,应用时应规定正方向,凡与正方向相同的力或加速度均取正值,反之取负值,一般常取加速度的方向为正方向。
(3)根据力的独立作用原理,用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时,可将物体所受各力正交分解,在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式:Fx=max,Fy=may列方程。