力、质量和加速度:牛顿第二运动定律

作者&投稿:势裴 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 1999年7月7日,在韩国釜山海岸,一架F/A-18大黄蜂被派往攻击战斗机中队一五一(VFA-151)打破了太平洋上空的声音屏障。VFA-151部署在USS星座号(CVN 64)上。约翰·盖伊海军少尉拍摄的美国海军照片)

艾萨克·牛顿第一运动定律指出,“静止的物体将保持静止,运动的物体将保持运动,除非受到外力的作用。”那么,当外力作用于物体时,物体会发生什么?牛顿第二运动定律描述了这种情况。

根据NASA的说法,这个定律指出,“力等于每次时间变化的动量变化。对于恒定质量,力等于质量乘以加速度。”这是用数学形式写的,因为F=m a

F是力,m是质量,a是加速度。这背后的数学很简单。如果力加倍,加速度加倍,质量加倍,加速度减半,牛顿在1687年发表了他的运动定律,在他的开创性著作《自然哲学的数学原理》(Philosophisænaturals Principia Mathematica)中,他正式描述了大质量物体在外力作用下如何运动。

牛顿扩展了伽利略早期的工作,俄勒冈州大学的物理学教授格雷格·博顿说,他发明了第一个精确的质量运动定律。伽利略的实验表明,所有物体无论大小或质量如何,都以相同的速度加速。牛顿还对笛卡尔的著作进行了批判和扩展,笛卡尔在1644年出版了一套自然定律,那是牛顿出生两年后。笛卡尔定律与牛顿第一运动定律非常相似。

加速度和速度

牛顿第二定律说,当一个恒定的力作用在一个大质量物体上时,它使其以恒定的速率加速,即改变其速度。在最简单的情况下,施加在静止物体上的力使其朝力的方向加速。然而,如果物体已经在运动中,或者如果从一个移动的惯性参考系中观察到这种情况,那么这个物体可能会出现加速、减速或改变方向,这取决于力的方向以及物体和参考系相互之间移动的方向。

粗体字母F和方程中的a表示力和加速度是矢量量,这意味着它们既有大小又有方向。力可以是单个力,也可以是多个力的组合。在这种情况下,我们将方程写成∑F=ma

大∑(希腊字母sigma)表示作用在物体上的所有力或净力的矢量和。

很难想象在不确定的时间长度内对物体施加恒定力。在大多数情况下,力只能施加有限的时间,产生所谓的冲动。对于在惯性参考系中运动的大质量物体,如果没有摩擦力等力的作用,一定的冲量会引起其速度的一定变化。物体可能会加速、减速或改变方向,在此之后,物体将以一个新的恒定速度继续运动(当然,除非脉冲导致物体停止运动)。

然而,有一种情况下,我们确实会遇到一个恒定的力——重力加速度引起的力巨大的物体对地球施加向下的力。在这种情况下,重力引起的恒定加速度写成g,牛顿第二定律变成F=mg。注意,在这种情况下,F和g不是传统意义上的向量,因为它们总是指向同一个方向,向下。

质量乘以重力加速度的乘积,mg,称为重量,这只是另一种力。没有重力,一个巨大的物体就没有重量,没有一个巨大的物体,重力就不能产生总工程师。为了克服重力并提升一个巨大的物体,你必须产生一个向上的力ma,它大于向下的重力mg。

牛顿第二定律

火箭在太空中飞行包含了牛顿的所有三个运动定律。

如果火箭需要减速、加速,或者改变方向,一个力被用来推动它,通常来自发动机。力的大小和提供推力的位置可以改变速度(加速度的大小部分)和方向。

现在我们知道惯性参考系中的大质量物体在受到外力时的行为,比如发动机是如何产生火箭的推力机动的,施加这种力的身体会发生什么情况?牛顿第三运动定律描述了这种情况,

由瑞秋·罗斯补充报道,现场科学贡献者。

另见:

牛顿运动惯性定律和牛顿第一运动定律

附加资源

超物理:牛顿定律物理教室:牛顿定律美国宇航局:牛顿运动定律




牛顿三定律分别是哪三定律
特别地,第一定律中所述的“物体不受外力作用时的运动状态”和第二定律中的物体所受外力矢量和为零(合力为零)这一运动状态不同,不能把第一定律当成第二定律在时的特殊情况。因为肯定导出加速度,但牛顿第二运动定律引入了惯性质量,全面完整地刻画了物体因受力作用而产生加速度,以及加速度与外力及...

牛和千牛之间的换算方法
见解换算方法如下:地球表面重力加速度为9.8m\/s^2,所以1000\/9.8=102.因此,在地球表面,千牛相当于102千克的物体的重力.1、质量 (1)质量的概念 质量是物体中所含物质的多少,只要物体存在就必定有质量,它是物体固有的基本属性.质量表示了物体惯性和引力大小的量度,是物体惯性质量和引力质量的统称....

1千牛等于多少公斤
千牛是力的单位,千克是质量单位,不能直接换算。牛(N)是力的单位,1牛=1千克•米╱(秒•秒),千米(kg)是质量单位.1千克物质产生的向下的重力 F=1千克×重力加速度=1千克×9.8米╱(秒•秒)=9.8牛.所以,9.8牛相当于1千克物质的重力,那么1000牛就相当于1000÷9.8=102....

牛二定律公式是什么
它也可以被表达为F=ma,其中F表示物体所受合力的大小和方向,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。这个定律被广泛应用于各个领域的物理学研究和工程实践中,是经典力学中最基本的定律之一。二、特点:1、瞬时性:牛顿第二运动定律是力的瞬时作用效果,加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。2、矢量...

n和kg和速度的关系
n和kg和速度的关系是1N等于kg乘以重力加速度。根据查询相关信息显示:kg和n可和并成kn,中文千牛,千牛是工程设计、力学计算中的常用单位,是力的单位,而千克是质量单位,不能与质量直接换算。1千牛约相当于102千克的物体的重力。

重力加速度g怎么换算成牛?
如果g表示重力加速度,N表示重力。此时:N=mg(N为重力,g=9.8牛顿\/千克,m表示质量)1千牛=1000 牛 1千克=1000 克 两者的关系:千克是质量单位,牛顿是力单位.牛顿对应的可以换算成千克力 1kg=10N(准确应该是9.8 N\/Kg一般工程上粗略取10N\/Kg)

千牛和牛是一样的吗?
两个不是同一种单位一个是力,一个是质量。1、如果转化的话,可用m=G\/g=1000N\/10N\/kg=100kg 则:1000牛的物体的质量为100公斤。2、如果重力加速度取 9.8 则:1千克力=9.8牛顿=0.0098千牛 3、如果重力加速度取 10 则:1千克力=10牛顿=0.01千牛 ...

力与加速度的公式在力学和物体运动的分析中有何广泛应用?
- 分析物体运动状态:通过观察物体所受的力和已知质量,可以使用 F = ma 公式来推断物体的加速度和运动状态。③ 知识点例题讲解:假设有一个质量为2千克的物体,受到一个10牛的恒定力作用。根据牛顿第二定律 F = ma,我们可以计算物体的加速度。已知力 F = 10 N,质量 m = 2 kg,代入公式 F...

牛顿的三大定律是什么??
2)第二定律内容:物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。公式:F合=ma(单位:N(牛)或者千克米每二次方秒)N=(kg×m)\/(s×s)牛顿发表的原始公式:F=mv\/t(见自然哲学之数学原理)动量为p的物体,在合外力为F的作用下,其动量随...

1吨等于多少牛
定义:牛顿,简称牛,符号为N,是一种衡量力的大小的国际单位。根据牛顿第二定律 F=ma,可知,1N=1kg·m\/s²能使一千克质量的物体获得1m\/s²的加速度所需的力的大小定义为1牛顿。物理学中,用G=mg求重力,其中G为重力,m为质量,g为常数,约为9.8N\/kg。[1]注:g也是重力加速度...

沾益县19837052948: 牛顿第二定律是什么 -
邲博伤湿: 即动量对时间的一阶导数等于外力之和,就有∑F=ma 1.定律内容 物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.而以物理学的观点来看,其中的k是一个常数.但由于当时没有规定1个单位的力的大小,于是取k=1. 牛顿第二定律说明了在宏观低速下,∑F∝a,∑F∝m,用数学表达式可以写成∑F=kma,牛顿运动第二定律亦可以表述为“物体随时间变化之动量变化率和所受外力之和成正比”

沾益县19837052948: 牛顿第二定律定义是什么? -
邲博伤湿: .定律内容 物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.而以物理学的观点来看,牛顿运动第二定律亦可以表述为“物体随时间变化之动量变化率和所受外力之和成正比”.即动量对时间的一阶导数等于外力之和. 牛顿第二定律说明了在宏观低速下,∑F∝a,∑F∝m,用数学表达式可以写成∑F=kma,其中的k是一个常数.但由于当时没有规定1个单位的力的大小,于是取k=1,就有∑F=ma,这就是今天我们熟悉的牛顿第二定律的表达式.

沾益县19837052948: 牛顿第二定律的概念是什么 -
邲博伤湿:[答案] 牛顿第二运动定律 Newton's second law of motion 1.定律内容:物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.而以物理学的观点来看,牛顿运动第二定律亦可以表述为“物体随时间变化之动...

沾益县19837052948: 牛顿第二运动定律的定律特点 -
邲博伤湿: 牛顿第二运动定律有五个特点:瞬时性:牛顿第二运动定律是力的瞬时作用效果,加速度和力同时产生、同时变化、同时消失.矢量性: 是一个矢量表达式,加速度和合力的方向始终保持一致.独立性:物体受几个外力作用,在一个外力作用下产生的加速度只与此外力有关,与其他力无关,各个力产生的加速度的矢量和等于合外力产生的加速度,合加速度和合外力有关.因果性:力是产生加速度的原因,加速度是力的作用效果h故力是改变物体运动状态的原因.等值不等质性:虽然 ,但 不是力,而是反映物体状态变化情况的;虽然 ,仅仅是 度量物体质量大小的方法,m与 或 无关.

沾益县19837052948: 牛顿第二运动定律是什么?
邲博伤湿: 内容:物体在受到合外力的作用会产生加速度,加速度的方向和合外力的方向相同,加速度的大小正比于合外力的大小与物体的惯性质量成反比. 公式:F=MA此处F为合力,M为质量,A为加速度.

沾益县19837052948: 牛顿第二定律和第三定律是什么?
邲博伤湿: 牛顿第二定律:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,即F=ma. 牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上.

沾益县19837052948: 由牛顿第二定律表达式F=ma可知() -
邲博伤湿:[选项] A. 质量m与合外力F成正比,与加速度a成反比 B. 合外力F与质量m和加速度a都成正比 C. 物体的加速度的方向总是跟它所受合外力的方向一致 D. 物体的加速度a跟其所受的合外力F成正比,跟它的质量m成反比

沾益县19837052948: 牛顿第二定律是什么呢? -
邲博伤湿: 物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同. 牛顿第二定律? 1.定律内容:物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同. 2.公...

沾益县19837052948: 牛顿第二定律是什么?
邲博伤湿: 牛顿第二定律 1.定律内容:物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同. 2.公式:F合=ma 3.几点说明: (1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律.力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝.

沾益县19837052948: 什么是牛顿第二定律 -
邲博伤湿: 牛顿第二定律即牛顿第二运动定律.物体加速度的大小跟物体受到的作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同. 而以物理学的观点来看,牛顿运动第二定律亦可以表述为“物体随时间变化之动量变化率和所受外力之和成正比”,即动量对时间的一阶导数等于外力之和.牛顿第二定律说明了在宏观低速下,比例式表达:a∝F/m,F∝ma;用数学表达式可以写成F=kma,其中的k为比例系数,是一个常数.但由于当时没有规定多大的力作为力的单位,比例系数k的选取就有一定的任意性,如果取k=1,就有F=ma,这就是今天我们熟知的牛顿第二定律的数学表达式.

本站内容来自于网友发表,不代表本站立场,仅表示其个人看法,不对其真实性、正确性、有效性作任何的担保
相关事宜请发邮件给我们
© 星空见康网