牛顿三个定律包括:牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律、牛顿第三运动定律。
1. 牛顿第一运动定律,也被称为惯性定律,指出除非施加外力,物体会一直保持静止状态或匀速直线运动状态。这一定律为理解牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律提供了基础。
2. 牛顿第二运动定律,描述了物体在受到外力作用时的加速度和物体质量之间的关系。它指出力是物体产生加速度的原因,并给出了质量和加速度的数学关系。
3. 牛顿第三运动定律,则指出物体之间的相互作用力等大反向,这为理解力的性质提供了基础。
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任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态,直到受到其它物体的作用力迫使它改变这种状态为止。
例题:
问题:一架飞机在跑道上加速滑行起飞。设飞机滑行过程中受到的阻力大小保持不变。当飞机由静止开始,速度达到40m/s时,加速度大小为4m/s^2。如果允许飞机达到这一速度时,以最大加速度达到该速度所需的时间恰好为飞机由静止起飞所需时间的四分之一。试求飞机由静止起飞到起飞所需的时间。
答案:
飞机由静止起飞到起飞所需的时间为t1=20s,飞机以最大加速度达到该速度所需的时间为t2=5s,飞机在起飞阶段做匀加速直线运动,加速度大小为a1=4m/s^2,阻力大小为f,根据牛顿第二定律可得:F-f=ma1,解得牵引力F=f+ma1=ma1+f=600N,飞机由静止起飞到最大速度所用的时间为t1=v/a1=40/4=10s,飞机在起飞阶段做匀加速直线运动,根据位移公式可得:v^2-v0^2=2ax,解得x=(v^2-v0^2)/2a=(40^2-0^2)/24=400m,设飞机由静止起飞到最大速度时所走的路程为x1,则有x1=(v^2-v0^2)/2a=(40^2-0^2)/24=80m,设飞机以最大加速度达到该速度时所走的路程为x2,则有x2=(v^2-v1^2)/2a=(40^2-v1^2)/24=v1t1+1/2at1^2,其中v1为最大速度,解得x2=v1t1+t1^2/8=36m,所以飞机由静止起飞到起飞所需的时间为t=(x-x1+x2)/v=(400-80+36)/40=6s。