định luật newton 2

By Admin 22/08/2023 0

Bách khoa toàn thư há Wikipedia

Bạn đang xem: định luật newton 2

Nguyên bạn dạng quyết định luật I và II của Newton được ghi chép vì như thế giờ Latin nhập cuốn Principia Mathematica.

Các quyết định luật về hoạt động của Newton là 1 trong những khối hệ thống bao gồm 3 quyết định luật bịa đặt chân móng cơ bạn dạng mang đến cơ học tập cổ xưa. Chúng tế bào miêu tả quan hệ thân mật một vật thể và những lực tác dụng rưa rứa hoạt động của vật thể cơ. Các quyết định luật và đã được trình diễn giải bám theo nhiều phương pháp không giống nhau nhập xuyên suốt 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 đựng tính năng của một lực nào là hoặc chịu đựng tính năng của những lực đem hiệp lực vì như thế 0, hoặc còn phát biểu cách tiếp theo là những lực thăng bằng thì nó vẫn không thay đổi tình trạng đứng yên tĩnh 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 tính năng lên vật. Độ rộng lớn của vector vận tốc tỉ lệ thành phần thuận với kích cỡ của vector lực và tỉ lệ thành phần nghịch ngợm với lượng của vật. Định luật này thông thường được tuyên bố bên dưới dạng phương trình F=ma, với F là lực tính năng lên vật, m là lượng của vật và a là vận tốc của vật cơ.
  3. Định luật III: Khi một vật tính năng lực lên vật loại thể nhì, vật loại nhì tiếp tục tính năng một lực nằm trong kích cỡ và trái chiều về phía vật loại nhất.

Cả thân phụ quyết định luật được căn nhà cơ vật lý học tập Isaac Newton dò la đi ra phen trước tiên và được xuất bạn dạng nhập cuốn sách Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Các nguyên tắc toán học tập của triết học tập tự động nhiên) năm 1687.[4] Newton người sử dụng những quyết định luật này nhằm phân tích và lý giải và nghiên cứu và phân tích hoạt động của những vật thể, ví như hoạt động của những hành tinh anh nhập hệ mặt mũi trời.[5]

Tổng quan[sửa | sửa mã nguồn]

Các quyết định 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 cao thấp vô nằm trong nhỏ đối với hành trình của chính nó. Do vậy, những quyết định luật này rất có thể vận dụng được cả với những ngôi sao sáng và những hành tinh anh, khi tuy nhiên độ cao thấp của những vật thể rất rộng vẫn rất có thể xem là những hóa học điểm nếu như đối chiếu với hành trình của bọn chúng. Ban đầu, những quyết định luật của Newton ko thể dùng được với hoạt động của những vật rắn hoặc những vật thể đem lượng chuyển đổi. Năm 1750, Leonard Euler tổng quát mắng hoá những quyết định luật của Newton và thể hiện Các quyết định luật về hoạt động của Euler. Nếu như 1 vật rắn được biểu thị như hội tụ của vô số hóa học điểm thì quyết định luật của Euler rất có thể được xem là một hệ ngược của quyết định luật Newton. Tuy nhiên, những quyết định luật của Euler rất có thể vận dụng mang đến hoạt động của những vật thể tuy nhiên ko cần phải 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 tình trạng đứng yên tĩnh hoặc hoạt động trực tiếp đều nếu mà không tồn tại một lực nào là tính năng lên nó hoặc nếu mà tổng những lực tính năng lên nó vì như thế 0 ”

Định luật rất có thể ghi chép 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 Latin kể từ cuốn Principa, 1687

Nhà khoa học tập Hy Lạp cổ Aristotle tin cẩn rằng toàn bộ tất cả đều phải có địa điểm riêng biệt của chính nó nhập thiên hà. Những vật nặng nề như hòn đá hoặc cây trồng vì vậy sẽ có được Xu thế ở lại Trái Đất, còn những vật nhẹ nhõm như lửa hay là không khí sẽ có được Xu thế phía trên ko trung và những ngôi sao sáng sẽ có được Xu thế phía trên thiên đường [6]. Từ cơ, Aristotle nhận định rằng tất cả thể đều ở tình trạng ban sơ là tình trạng nghỉ ngơi (trạng thái nhập địa điểm của nó), vì vậy nhằm một vật thể hoạt động trực tiếp đều, rất cần được mang trong mình 1 lực ko thay đổi tính năng nhập vật nhập xuyên suốt quy trình hoạt động.

Tuy nhiên, Galileo Galilei nhận định rằng ko sử dụng lực nhằm vật thể dịch chuyển trực tiếp đều. Theo Gallilei, một vật hoạt động luôn luôn đem khuynh phía không thay đổi tình trạng hoạt động (quán tính) của chính nó. Trạng thái hoạt động ở trên đây được đặc thù vì như thế véc tơ vận tốc tức thời (hay tổng quát mắng là động lượng) của hoạt động. Nếu ko chịu đựng tính năng vì như thế một tổng lực không giống ko thì một vật đang được đứng yên tĩnh tiếp tục đứng yên tĩnh 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 quyết định luật quán tính chủ quan của Galilei và được không ngừng mở rộng mang đến tình huống tổng những lực vì như thế 0.

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

Ý Nghĩa[sửa | sửa mã nguồn]

Những căn nhà du hành thiên hà 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 đựng thêm 1 lực quán tính chủ quan thăng bằng với lực thú vị. Do vậy, tổng những lực tính năng lên chúng ta vì như thế 0 nhập hệ quy chiếu tàu vũ trụ. Khi cơ, những vật thể chỉ việc tác dụng nhẹ nhõm tiếp tục dịch chuyển trực tiếp đều mãi mãi

Định luật I cho là lực không cần là nguyên vẹn nhân cơ bản phát sinh hoạt động của những vật, tuy nhiên chính xác là nguyên vẹn nhân phát sinh sự thay cho thay đổi tình trạng hoạt động (thay thay đổi vận tốc/động lượng của vật).

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

Trong từng thiên hà hữu hình, hoạt động của một hóa học điểm nhập một hệ quy chiếu mang đến trước Φ sẽ tiến hành đưa ra quyết định vì như thế tác dụng của những lực luôn luôn triệt tiêu xài nhau khi và chỉ khi vân tốc của hóa học điểm cơ không thay đổi nhập Φ. Nói cách tiếp theo, một hóa học điểm luôn luôn ở tình trạng đứng yên tĩnh hoặc hoạt động trực tiếp đều nhập hệ quy chiếu Φ trừ khi mang trong mình 1 nước ngoài lực không giống 0 tác dụng lên hóa học điểm đó[8]

Trong thực tiễn, không tồn tại hệ quy chiếu nào là là hệ quy chiếu quán tính chủ quan trọn vẹn. Tuy nhiên, trong không ít 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 biến hóa thiên động lượng của một vật thể tỉ lệ thành phần thuận với xung lực tính năng lên nó, và véctơ biến hóa thiên động lượng này tiếp tục nằm trong phía với véctơ xung lực phát sinh nó ”

Định luật rất có thể ghi chép bên dưới dạng toán học:

Với:

Xem thêm: công thức tam giác đều

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 Latin kể từ cuốn Principa, 1687

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

Từ cơ tớ có:

hay:

Bởi vì như thế đa số những vật thể sẽ có được lượng không bao giờ thay đổi [12], quyết định luật thông thường được nghe biết bên dưới dạng:

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

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

Định luật 2 Newton nhập 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 quyết định luật 2 Newton trở thành:

Với:

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

Như vậy nhập cơ học tập cổ xưa, tổng nước ngoài lực vì như thế tích của lượng và vận tốc.

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

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

Trong thuyết kha khá hẹp, quyết định luật 2 Newton được không ngừng mở rộng nhằm vận dụng mang đến 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 có thể có một phản lực nằm trong kích cỡ, phát biểu cách tiếp theo, những lực tương tác thân mật nhì vật lúc nào cũng chính là những cặp lực nằm trong kích cỡ, nằm trong phương, trái chiều và không giống điểm đặt.

Ý Nghĩa[sửa | sửa mã nguồn]

Định luật 3 Newton cho là lực ko xuất hiện tại riêng biệt lẻ tuy nhiên xuất hiện tại bám theo từng cặp động lực-phản lực. Nói cách tiếp theo, lực chỉ xuất hiện tại khi đem sự tương tác tương hỗ thân mật nhì hoặc nhiều vật cùng nhau. Cặp lực này, quyết định luật 3 phân tích tăng, là cặp lực trực đối. Chúng đem nằm trong kích cỡ tuy nhiên trái chiều vật A và B. Nếu A tính năng một lực lên B, thì B cũng phát sinh một lực lên A và

.

Hơn nữa, nhập tương tác, A thực hiện thay cho thay đổi động lượng của B từng nào thì động lượng của A cũng trở nên 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 tính năng tối thiểu
  • Phản tính năng (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 ghi chép nhập 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 sánh easily assented đồ sộ. For men measure not only other men but all other things by themselves. And because they find themselves subject after motion đồ sộ 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: come up with nghĩa là gì
  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 đồ sộ accretion or ablation, [an alternate equation explicitly accounting for the changing mass] should be used."

Đọc tăng và mối cung cấp tham ô 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