牛顿三大定律是指牛顿在力学中提出的三个基本定律,分别是:
1. 第一定律,惯性定律:每个物体都将保持其匀速直线运动或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。这一定律揭示了惯性的概念,阐明了力和运动的关系。
2. 第二定律,作用与反作用定律:每一个作用力都会有一个相等的、反向的反作用力。这一定律既适用于宏观物体,也适用于微观粒子。
3. 第三定律,牛顿第三运动定律:每一个作用在一个物体上的力将产生一个大小相等但方向相反的力作用于那个物体上的另一个物体上。这一定律说明了物体之间的相互作用力遵循等大反向、共线、同时变化和作用在同一个物体上的原则。
以上就是牛顿三大定律的内容。这些定律构成了经典力学的基础,是艾萨克·牛顿在17世纪对物理学和运动学研究所取得的重大成果。
例题:一个质量为5kg的物体在水平地面上以2m/s的速度做匀速直线运动,受到的滑动摩擦力为20N。现在该物体以3m/s的速度在原来的水平地面上做匀速直线运动,求物体与地面间的动摩擦因数。
解析:
物体在水平地面上做匀速直线运动时,水平方向上受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡条件求出滑动摩擦力的大小;
物体在滑动摩擦力作用下做匀速直线运动时,竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力,根据二力平衡条件求出支持力的大小;
根据$f = \mu F_{N}$求出动摩擦因数。
解:物体在水平地面上做匀速直线运动时,水平方向上受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,则$f = F = 20N$;
物体在滑动摩擦力作用下做匀速直线运动时,竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力,则$F_{支} = mg = 5kg \times 9.8N/kg = 49N$;
因为$f = \mu F_{N}$,所以$\mu = \frac{f}{F_{支}} = \frac{20N}{49N} \approx 0.41$。
答:物体与地面间的动摩擦因数为$0.41$。