định luật 2 newton

By Admin 03/09/2023 0

Bách khoa toàn thư hé Wikipedia

Bạn đang xem: định luật 2 newton

Nguyên bạn dạng tấp tểnh luật I và II của Newton được viết lách vị giờ đồng hồ Latin vô cuốn Principia Mathematica.

Các tấp tểnh luật về hoạt động của Newton là 1 khối hệ thống bao gồm 3 tấp tểnh luật đặt điều chân móng cơ bạn dạng mang lại cơ học tập cổ xưa. Chúng tế bào mô tả quan hệ thân mật một vật thể và những lực tác dụng na ná hoạt động của vật thể cơ. Các tấp tểnh luật và đã được trình diễn giải theo dõi vô số phương pháp không giống nhau vô trong cả 3 thế kỷ tiếp sau đó,[1] và rất có thể tóm lược như sau:

  1. Định luật I (Định luật quán tính): Một vật ko Chịu ứng dụng của một lực này hoặc Chịu ứng dụng của những lực với hiệp lực vị 0, hoặc còn rằng cách tiếp theo là những lực cân đối thì nó vẫn không thay đổi hiện trạng đứng yên ổn hoặc hoạt động trực tiếp đều.[2][3]
  2. Định luật II: Vector vận tốc của một vật luôn luôn nằm trong phía với lực ứng dụng lên vật. Độ rộng lớn của vector vận tốc tỉ lệ thành phần thuận với sự cân đối của vector lực và tỉ lệ thành phần nghịch tặc với lượng của vật. Định luật này thông thường được tuyên bố bên dưới dạng phương trình F=ma, với F là lực ứng dụng lên vật, m là lượng của vật và a là vận tốc của vật cơ.
  3. Định luật III: Khi một vật ứng dụng lực lên vật loại thể nhì, vật loại nhì tiếp tục ứng dụng một lực nằm trong sự cân đối và trái hướng về phía vật loại nhất.

Cả tía tấp tểnh luật được mái ấm cơ vật lý học tập Isaac Newton mò mẫm đi ra thứ tự trước tiên và được xuất bạn dạng vô cuốn sách Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Các nguyên tắc toán học tập của triết học tập tự động nhiên) năm 1687.[4] Newton sử dụng những tấp tểnh luật này nhằm lý giải và nghiên cứu và phân tích hoạt động của những vật thể, ví như hoạt động của những hành tinh ma vô hệ mặt mũi trời.[5]

Tổng quan[sửa | sửa mã nguồn]

Các tấp tểnh luật hoạt động của Newton đều được vận dụng cho những vật thể được hoàn hảo hóa trở nên những hóa học điểm với độ dài rộng vô nằm trong nhỏ đối với quy trình của chính nó. Do vậy, những tấp tểnh luật này rất có thể vận dụng được cả với những ngôi sao sáng và những hành tinh ma, Khi nhưng mà độ dài rộng của những vật thể rất rộng vẫn rất có thể xem là những hóa học điểm nếu như đối chiếu với quy trình của bọn chúng. Ban đầu, những tấp tểnh luật của Newton ko thể dùng được với hoạt động của những vật rắn hoặc những vật thể với lượng thay đổi. Năm 1750, Leonard Euler tổng quát lác hoá những tấp tểnh luật của Newton và thể hiện Các tấp tểnh luật về hoạt động của Euler. Nếu như 1 vật rắn được biểu thị như tụ hợp của vô số hóa học điểm thì tấp tểnh luật của Euler rất có thể được xem là một hệ trái ngược của tấp tểnh luật Newton. Tuy nhiên, những tấp tểnh luật của Euler rất có thể vận dụng mang lại hoạt động của những vật thể nhưng mà ko nên biết cho tới dáng vẻ của vật thể.

Định luật I[sửa | sửa mã nguồn]

Phát biểu[sửa | sửa mã nguồn]

Định luật I của Newton được tuyên bố như sau:

“ Một vật thể tiếp tục không thay đổi hiện trạng đứng yên ổn hoặc hoạt động trực tiếp đều nếu mà không tồn tại một lực này ứng dụng lên nó hoặc nếu mà tổng những lực ứng dụng lên nó vị 0 ”

Định luật rất có thể viết lách bên dưới dạng lý học:

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Lex I: Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.

Nguyên bạn dạng giờ đồng hồ Latin kể từ cuốn Principa, 1687

Nhà khoa học tập Hy Lạp cổ Aristotle tin yêu rằng toàn bộ tất cả đều phải có địa điểm riêng rẽ của chính nó vô ngoài hành tinh. Những vật nặng trĩu như hòn đá hoặc cây xanh vì vậy sẽ sở hữu được Xu thế ở lại Trái Đất, còn những vật nhẹ nhàng như lửa hay là không khí sẽ sở hữu được Xu thế phía trên ko trung và những ngôi sao sáng sẽ sở hữu được Xu thế phía trên thiên đường [6]. Từ cơ, Aristotle nhận định rằng tất cả thể đều ở hiện trạng lúc đầu là hiện trạng ngủ (trạng thái vô địa điểm của nó), vì vậy nhằm một vật thể hoạt động trực tiếp đều, cần được với cùng 1 lực ko thay đổi ứng dụng vô vật vô trong cả quy trình hoạt động.

Tuy nhiên, Galileo Galilei nhận định rằng ko cần dùng lực nhằm vật thể dịch chuyển trực tiếp đều. Theo Gallilei, một vật hoạt động luôn luôn với khuynh phía không thay đổi hiện trạng hoạt động (quán tính) của chính nó. Trạng thái hoạt động ở trên đây được đặc thù vị véc tơ vận tốc tức thời (hay tổng quát lác là động lượng) của hoạt động. Nếu ko Chịu ứng dụng vị một tổng lực không giống ko thì một vật đang được đứng yên ổn tiếp tục đứng yên ổn mãi mãi, và một vật đang được hoạt động tiếp tục hoạt động trực tiếp đều mãi mãi. Định luật I của Newton được bắt mối cung cấp kể từ tấp tểnh luật quán tính chủ quan của Galilei và được không ngừng mở rộng mang lại tình huống tổng những lực vị 0.

Cùng thời với Newton, nhiều mái ấm khoa học tập không giống đã và đang tuyên bố tấp tểnh luật quán tính chủ quan, vượt trội như Thomas Hobbes [7] và René Descartes.

Ý Nghĩa[sửa | sửa mã nguồn]

Những mái ấm du hành ngoài hành tinh cất cánh với véc tơ vận tốc tức thời thay cho thay đổi đối với hệ quy chiếu Trái Đất nên chúng ta cần Chịu thêm 1 lực quán tính chủ quan cân đối với lực thú vị. Do vậy, tổng những lực ứng dụng lên chúng ta vị 0 vô hệ quy chiếu tàu vũ trụ. Khi cơ, những vật thể chỉ việc tác dụng nhẹ nhàng tiếp tục dịch chuyển trực tiếp đều mãi mãi

Định luật I cho rằng lực không cần là vẹn toàn nhân cơ bản phát sinh hoạt động của những vật, nhưng mà chính xác là vẹn toàn nhân phát sinh sự thay cho thay đổi hiện trạng hoạt động (thay thay đổi vận tốc/động lượng của vật).

Nếu ko xét cho tới những lực quán tính chủ quan, tấp tểnh luật I của Newton chỉ nghiệm đích trong những hệ quy chiếu quán tính chủ quan, tức là hệ quy chiếu với véc tơ vận tốc tức thời ko thay đổi đối với nhau. Nói cách tiếp theo, tấp tểnh luật I tiên lượng sự tồn bên trên của tối thiểu một hệ quy chiếu quán tính chủ quan, vô cơ vật thể bất biến véc tơ vận tốc tức thời nếu mà tổng những lực ứng dụng lên nó vị 0. Nếu vận dụng tấp tểnh luật này so với những hệ quy chiếu phi quán tính chủ quan, tất cả chúng ta cần thêm nữa lực quán tính. Khi cơ, tổng lực vị lực cơ bạn dạng nằm trong lực quán tính chủ quan. Như vậy, tấp tểnh luật I Newton còn rất có thể tuyên bố bên dưới dạng:

Trong từng ngoài hành tinh hữu hình, hoạt động của một hóa học điểm vô một hệ quy chiếu mang lại trước Φ sẽ tiến hành ra quyết định vị tác dụng của những lực luôn luôn triệt tiêu xài nhau khi và chỉ khi vân tốc của hóa học điểm cơ không bao giờ thay đổi vô Φ. Nói cách tiếp theo, một hóa học điểm luôn luôn ở hiện trạng đứng yên ổn hoặc hoạt động trực tiếp đều vô hệ quy chiếu Φ trừ Khi với cùng 1 nước ngoài lực không giống 0 tác dụng lên hóa học điểm đó[8]

Trong thực tiễn, không tồn tại hệ quy chiếu này là hệ quy chiếu quán tính chủ quan trọn vẹn. Tuy nhiên, trong tương đối nhiều tình huống rõ ràng, một hệ quy chiếu rất có thể coi gần đúng là hệ quy chiếu quán tính chủ quan. Ví dụ, Khi xét hoạt động của những vật bên trên mặt phẳng Trái khu đất, người tớ thông thường coi hệ quy chiếu gắn kèm với mặt mũi khu đất như 1 hệ quy chiếu quán tính chủ quan [9].

Định luật II[sửa | sửa mã nguồn]

Phát biểu[sửa | sửa mã nguồn]

Định luật II tuyên bố như sau:

“ Sự trở thành thiên động lượng của một vật thể tỉ lệ thành phần thuận với xung lực ứng dụng lên nó, và véctơ trở thành thiên động lượng này tiếp tục nằm trong phía với véctơ xung lực phát sinh nó ”

Định luật rất có thể viết lách bên dưới dạng toán học:

Với:

Xem thêm: công thức thì

Ý nghĩa[sửa | sửa mã nguồn]

Lex II: Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua loa vis illa imprimitur.

Nguyên bạn dạng giờ đồng hồ Latin kể từ cuốn Principa, 1687

Theo tuyên bố lúc đầu của Newton, xung lực J được hiểu như thể tích phân của một nước ngoài lực F trong tầm thời hạn Δt [10][11]:

Từ cơ tớ có:

hay:

Bởi vì như thế đa phần những vật thể sẽ sở hữu được lượng bất biến [12], tấp tểnh luật thông thường được nghe biết bên dưới dạng:

Với F là nước ngoài lực ứng dụng lên vật, m là lượng của vật và a là vận tốc của vật. Như vậy, từng nước ngoài lực ứng dụng lên vật tiếp tục tạo ra đi ra một vận tốc tỉ lệ thành phần thuận với sự cân đối của lực. Nói cách tiếp theo, nếu như một vật với vận tốc, tớ biết với lực ứng dụng lên vật cơ. Phương trình toán học tập bên trên thể hiện một khái niệm rõ ràng và đúng đắn mang lại định nghĩa lực. Lực, vô cơ vật lý, được khái niệm là việc thay cho thay đổi của động lượng vô một đơn vị chức năng thời gian. Như vậy, tổng nước ngoài lực ứng dụng lên một vật bên trên 1 thời điểm chắc chắn (lực tức thời) được biểu thị vị vận tốc thay cho thay đổi động lượng của vật bên trên thời điểm lúc đó. Động lượng của vật thay đổi càng thời gian nhanh Khi nước ngoài lực ứng dụng lên vật càng rộng lớn và ngược lại.

Ngoài việc thể hiện khái niệm mang lại lực, tấp tểnh luật 2 Newton còn là một nền tảng của định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn cơ năng. Hai tấp tểnh luật này còn có chân thành và ý nghĩa cần thiết trong các công việc giản dị hóa nghiên cứu và phân tích về hoạt động và tương tác trong những vật.

Định luật 2 Newton vô cơ học tập cổ điển[sửa | sửa mã nguồn]

Trong cơ học tập cổ xưa, lượng có mức giá trị ko thay đổi, bất kể hoạt động của vật. Do cơ, phương trình tấp tểnh luật 2 Newton trở thành:

Với:

  • m là lượng của vật (trong SI, lượng đo vị đơn vị chức năng kg)
  • là vận tốc của vật (trong SI, vận tốc đo vị đơn vị chức năng m/s2).

Như vậy vô cơ học tập cổ xưa, tổng nước ngoài lực vị tích của lượng và vận tốc.

Cũng vô cơ học tập cổ xưa, lúc không xét cho tới lực quán tính chủ quan, tấp tểnh luật 2, tựa như tấp tểnh luật 1, chỉ đúng trong những hệ quy chiếu quán tính chủ quan. Khi vận dụng mang lại hệ quy chiếu ko quán tính chủ quan, cần thiết thêm nữa lực quán tính chủ quan.

Định luật 2 Newton vô thuyết kha khá hẹp[sửa | sửa mã nguồn]

Trong thuyết kha khá hẹp, tấp tểnh luật 2 Newton được không ngừng mở rộng nhằm vận dụng mang lại tương tác thân mật lực-4 và động lượng-4 hoặc gia tốc-4:

Định luật III[sửa | sửa mã nguồn]

Định luật III của Newton về hoạt động tuyên bố như sau

Đối với từng lực tác dụng lúc nào cũng đều có một phản lực nằm trong sự cân đối, rằng cách tiếp theo, những lực tương tác thân mật nhì vật lúc nào cũng chính là những cặp lực nằm trong sự cân đối, nằm trong phương, trái hướng và không giống điểm đặt.

Ý Nghĩa[sửa | sửa mã nguồn]

Định luật 3 Newton cho rằng lực ko xuất hiện tại riêng rẽ lẻ nhưng mà xuất hiện tại theo dõi từng cặp động lực-phản lực. Nói cách tiếp theo, lực chỉ xuất hiện tại Khi với sự tương tác hỗ tương thân mật nhì hoặc nhiều vật cùng nhau. Cặp lực này, tấp tểnh luật 3 phân tích tăng, là cặp lực trực đối. Chúng với nằm trong sự cân đối tuy nhiên trái hướng vật A và B. Nếu A ứng dụng một lực lên B, thì B cũng phát sinh một lực lên A và

.

Hơn nữa, vô tương tác, A thực hiện thay cho thay đổi động lượng của B từng nào thì động lượng của A cũng trở thành thay cho thay đổi từng ấy theo hướng ngược lại.

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

  • Định luật Euler
  • Cơ học tập Hamilton
  • Cơ học tập Lagrange
  • Định luật vạn vật thú vị của Newton
  • Nguyên lý ứng dụng tối thiểu
  • Phản ứng dụng (vật lý)
  • Nguyên lí tương đối

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ For explanations of Newton's laws of motion by Newton in the early 18th century, by the physicist William Thomson (Lord Kelvin) in the mid-19th century, and by a modern text of the early 21st century, see:-
    • Newton's "Axioms or Laws of Motion" starting on page 19 of volume 1 of the 1729 translation of the "Principia";
    • Section 242, Newton's laws of motion in Thomson, W (Lord Kelvin), and Tait, Phường G, (1867), Treatise on natural philosophy, volume 1; and
    • Benjamin Crowell (2000), Newtonian Physics.
  2. ^ Browne, Michael E. (tháng 7 năm 1999). Schaum's outline of theory and problems of physics for engineering and science (Series: Schaum's Outline Series). McGraw-Hill Companies. tr. 58. ISBN 978-0-07-008498-8.
  3. ^ Holzner, Steven (tháng 12 năm 2005). Physics for Dummies. Wiley, John & Sons, Incorporated. tr. 64. ISBN 978-0-7645-5433-9.
  4. ^ See the Principia on line at Andrew Motte Translation
  5. ^ Andrew Motte translation of Newton's Principia (1687) Axioms or Laws of Motion
  6. ^ Physics, or, Natural Hearing, bạn dạng dịch của Glen Coughlin, South Bend: St. Augustine’s Press 2005.
  7. ^ Thomas Hobbes viết lách vô cuốn Leviathan:

    That when a thing lies still, unless somewhat else stir it, it will lie still forever, is a truth that no man doubts. But [the proposition] that when a thing is in motion it will eternally be in motion unless somewhat else stay it, though the reason be the same (namely that nothing can change itself), is not ví easily assented to tát. For men measure not only other men but all other things by themselves. And because they find themselves subject after motion to tát pain and lassitude, [they] think every thing else grows weary of motion and seeks repose of its own accord, little considering whether it be not some other motion wherein that desire of rest they find in themselves, consists.

    Xem thêm: dãy cấp số cộng
  8. ^ Beatty, Millard F. (2006). Principles of engineering mechanics Volume 2 of Principles of Engineering Mechanics: Dynamics-The Analysis of Motion,. Springer. tr. 24. ISBN 0-387-23704-6.
  9. ^ Thornton, Marion (2004). Classical dynamics of particles and systems (ấn bạn dạng 5). Brooks/Cole. tr. 53. ISBN 0-534-40896-6.
  10. ^ Hannah, J, Hillier, M J, Applied Mechanics, p221, Pitman Paperbacks, 1971
  11. ^ Raymond A. Serway, Jerry S. Faughn (2006). College Physics. Pacific Grove CA: Thompson-Brooks/Cole. tr. 161. ISBN 0-534-99724-4.
  12. ^ Angel R. Plastino & Muzzio, Juan C. (1992). “On the use and abuse of Newton's second law for variable mass problems”. Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. Netherlands: Kluwer Academic Publishers. 53 (3): 227–232. Bibcode:1992CeMDA..53..227P. doi:10.1007/BF00052611. ISSN 0923-2958.Quản lý CS1: dùng thông số người sáng tác (liên kết) "We may conclude emphasizing that Newton's second law is valid for constant mass only. When the mass varies due to tát accretion or ablation, [an alternate equation explicitly accounting for the changing mass] should be used."

Đọc tăng và mối cung cấp tham lam khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  • Crowell, Benjamin (2011), Light and Matter (2011, Light and Matter), especially at Section 4.2, Newton's First Law Lưu trữ 2011-12-31 bên trên Wayback Machine, Section 4.3, Newton's Second Law Lưu trữ 2011-12-31 bên trên Wayback Machine, and Section 5.1, Newton's Third Law Lưu trữ 2011-12-28 bên trên Wayback Machine.
  • Feynman, R. Phường.; Leighton, R. B.; Sands, M. (2005). The Feynman Lectures on Physics. 1 (ấn bạn dạng 2). Pearson/Addison-Wesley. ISBN 0-8053-9049-9.
  • Fowles, G. R.; Cassiday, G. L. (1999). Analytical Mechanics (ấn bạn dạng 6). Saunders College Publishing. ISBN 0-03-022317-2.
  • Likins, Peter W. (1973). Elements of Engineering Mechanics. McGraw-Hill Book Company. ISBN 0-07-037852-5.
  • Marion, Jerry; Thornton, Stephen (1995). Classical Dynamics of Particles and Systems. Harcourt College Publishers. ISBN 0-03-097302-3.
  • NMJ Woodhouse (2003). Special Relativity. London/Berlin: Springer. tr. 6. ISBN 1-85233-426-6.
Về lịch sử
  • Newton, Isaac, "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica", 1729 English translation based on 3rd Latin edition (1726), volume 1, containing Book 1, especially at the section Axioms or Laws of Motion, starting page 19.
  • Newton, Isaac, "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica", 1729 English translation based on 3rd Latin edition (1726), volume 2, containing Books 2 & 3.
  • Thomson, W (Lord Kelvin), and Tait, Phường G, (1867), [http://books.google.com/books?id=wwO9X3RPt5kC .

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

  • MIT Physics đoạn phim lecture Lưu trữ 2008-04-11 bên trên Wayback Machine on Newton's three laws
  • Light and Matter – an on-line textbook
  • Simulation on Newton's first law of motion
  • "Newton's Second Law" by Enrique Zeleny, Wolfram Demonstrations Project.
  • Newton's 3rd Law demonstrated in a vacuum bên trên YouTube