第二章 牛顿运动定律 |
(Newton’s Laws of Motion) |
质点运动学讨论的是如何描述一个质点的运动。而质点动力学则试图回答质点为何运动,或者说,再什么 |
条件下作运动学描述的运动。动力学的基本定律是牛顿的三大定律。 |
§2-1 牛顿运动定律 |
1687年牛顿( I. Newton )发表的《自然哲学的数学原理》这部划时代的著作,提出了三大运动定律,奠定了经典力学的理论 |
基础。 |
▲第一定律(惯性定律) (First law,Inertia law): |
任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 |
▲第二定律(Second law): |
运动的变化与所加的动力成正比;并且发生在这个动力所沿的直线的方向上。 |
▲第三定律(Third law): |
对于每一个作用,总有一个相等的反作用与之相反;或者说,两个物体之间对各自对方的相互作用总是相等的,而且指向相反的方 |
向。 |
讨论: |
ⅰ 运动只有相对于一定的参考系来说才有意义,所以牛顿第一定律也定义了一种参考系。在这个参考系中,一个受力作用的物体 |
将保持静止或匀速直线运动不变。这样的参考系叫惯性参考系,简称惯性系(inertial frame) 。 |
ⅱ 并非任何参考系都是惯性系,牛顿第一定律成立的参考系才是惯性系。它由实验决定。例如:地球是一个近似的惯性系。 |
ⅲ 第一定律定性地提出了力和运动的关系,第二定律则是进一步的定量描述。 |
牛顿对“运动”的定义是物体(质点)的质量与速度之积。现代称之为动量(Momentum)。 |
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而牛顿表述的“变化”是指“对时间的变化率”。数学上: |
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——仅是质量恒定时刻的特例 |
ⅳ 若质点受多个力作用,则F为合外力。 |
ⅴ 第三定律的数学描述为 : F12=-F21 |
§2-2 常见力和基本力 |
(自学) |