牛顿有三大运动定律,分别如下:
1. 第一运动定律:惯性定律,也称为牛顿第一运动定律,其表述为:如果一个物体不受外力作用,那么它将一直处于静止状态或匀速直线运动状态。
2. 第二运动定律:动量定律,表述为:物体动量变化率的大小等于物体所受的合外力,即物体所受的外力之和。
3. 第三运动定律:万有引力定律,表述为:所有物体之间都存在引力,且该引力正比于它们质量的乘积,反比于它们距离的平方。
此外,牛顿的万有引力定律还可以推导出现在物理学中的三个重要常量:引力常量、重力加速度以及圆周率。这些定律和定理构成了经典力学体系,是物理学和工程学中的重要理论基础。
例题:一个质量为5kg的物体,在水平地面上受到一个大小为20N的水平外力,物体与地面间的摩擦因数为0.2,求物体的加速度。
解析:根据牛顿第二定律,物体的加速度与合外力成正比,与物体的质量成反比。因此,我们可以根据题目中的条件,利用牛顿第二定律来求解物体的加速度。
首先,我们需要计算物体所受的摩擦力。根据摩擦力公式 f = μN,其中N为物体对地面的压力,我们可以得到 f = 0.2 × 5 × g = 10N。
接下来,我们需要计算物体所受的外力和摩擦力的合力,即合外力 F = F外 - f。根据牛顿第二定律,物体的加速度 a = F/m,其中 m 为物体的质量,我们可以得到 a = (20 - 10) / 5 m/s² = 2m/s²。
因此,物体的加速度为2m/s²,方向与外力方向相同。