
艾萨克·牛顿的第一步表明,“静止的身体将保持静止,除非由外力采取行动,否则运动的身体将保持运动。”那么,当将外力施加到它上时,身体会发生什么呢?牛顿第二项运动定律描述了这种情况。
根据美国国家航空航天局(NASA)的说法,该法律指出:“力等于每次变化的动量变化。对于恒定的质量,力量等于质量乘以加速度。”这是以数学形式写的f=m一个
f是力,m是质量和一个是加速度。背后的数学非常简单。如果将力加倍,则加速加倍,但是如果将质量加倍,则将加速度切成两半。
牛顿出版了他的运动定律1687年,在他的开创性作品中”哲学家的自然数学原理”((自然哲学的数学原理)他正式地描述了大物体如何在外部力量的影响下移动的描述。
牛顿扩展了早期的工作伽利略·加利利(Galileo Galilei)俄勒冈大学物理学教授格雷格·博顿(Greg Botun)表示,他开发了群众的第一个准确运动定律。伽利略的实验表明,无论大小或质量如何,所有身体都以相同的速度加速。牛顿还批评并扩大了雷内·笛卡尔(Rene Descartes)的工作,后者在1644年也出版了一系列自然法则牛顿出生了。笛卡尔的法律与牛顿的第一项运动法非常相似。
加速度和速度
牛顿的第二定律说,当恒定的力在巨大的身体上起作用时,它会导致它以恒定的速度加速,即以恒定的速度改变其速度。在最简单的情况下,施加到静止物的物体的力使其沿力的方向加速。但是,如果对象已经在运动中,或者从移动的惯性参考框架中观察到这种情况,则该身体可能会根据力的方向以及对象和参考框架相对于彼此移动的方向而加快,减速或改变方向。
大胆的字母f和一个在等式中表明力和加速度是向量数量,这意味着它们具有大小和方向。力可以是单力,也可以是多个力的组合。在这种情况下,我们将方程式写为∑f=m一个
大σ(希腊字母sigma)代表向量总和在所有力量中净力,在身体上行动。
很难想象在不确定的时间长度上将恒定力施加到身体上。在大多数情况下,只能在有限的时间内施加力,产生所谓的冲动。对于一个在惯性参考框架中移动的巨大身体,没有任何其他力,例如摩擦采取行动,某种冲动会导致其速度发生一定的变化。身体可能会加快,减速或改变方向,之后,身体将继续以新的恒定速度移动(当然,脉冲会导致身体停止)。
然而,在某种情况下,我们确实遇到了恒定的力 - 由于引力加速而引起的力,这会导致巨大的身体在地球上施加向下的力。在这种情况下,由于重力被写成g,牛顿的第二定律变为F =毫克。请注意,在这种情况下,F和g通常不是作为向量写的,因为它们总是指向相同的方向。
质量时代重力加速的产物,毫克,被称为重量,这只是另一种力量。没有重力,巨大的身体就没有重量,并且如果没有巨大的身体,重力就无法产生力。为了克服重力并举起大量身体,您必须产生向上的力m一个大于向下重力力毫克。
牛顿的第二定律
穿越太空的火箭涵盖了牛顿的所有运动定律。
如果火箭需要放慢速度,加速或改变方向,则使用力量将其推动,通常来自发动机。力量及其提供的位置的量可以改变速度或方向的速度(加速度的大小部分)。
现在,我们知道惯性参考框架中的巨大身体在遭受外部力量时的行为,例如发动机如何创建Repter the Rocket的发动机,施加力的身体会发生什么?这种情况描述了牛顿的第三项运动定律。
现场科学撰稿人雷切尔·罗斯(Rachel Ross)的其他报道。
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