牛頓的三大定律是物理學中的基本定律,它們描述瞭力和運動之間的關系。由艾薩克·牛頓在1687年提出。它們分別是牛頓第一定律(慣性定律);牛頓第二定律(加速度定律);牛頓第三定律(作用力與反作用力定律)。
牛頓的三大定律是哪三大定律
1,牛頓第一定律(慣性定律):任何一個物體在不受外力或受平衡力的作用時,總是保持靜止狀態或勻速直線運動狀態,直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態。
如:當你坐在汽車裡,汽車突然剎車時,你會向前沖。
應用領域:可以解釋為什麼汽車在急剎車時,乘客會向前沖;為什麼飛機在空中飛行時,需要不斷地受到發動機的推力;為什麼地球可以圍繞太陽做橢圓運動等等。
2,牛頓第二定律(加速度定律):物體的加速度與作用在它上面的合外力成正比,與它的質量成反比,加速度的方向與合外力的方向相同。
如:當你踢足球時,足球會加速飛出。
公式為:F合=ma,其中F合是合外力,m是物體的質量,a是物體的加速度
應用領域:可以解釋為什麼足球在踢出後,會隨著時間減速;為什麼火箭在點火後,會隨著時間加速;為什麼同樣大小的力對不同質量的物體產生不同的加速度等等。
3,牛頓第三定律(作用力與反作用力定律):如果一個物體對另一個物體施加瞭作用力,那麼另一個物體也會對這個物體施加一個大小相等、方向相反的反作用力,這兩個力共線。
如:當你用槳向後劃水時,水會向前推槳。
公式為:F= -F’,負號表示方向相反,F、F’為一對作用力與反作用力,各自作用在對方。
應用領域:可以解釋為什麼槍在射擊後,會向後彈;為什麼魚在水中遊動時,會向前進;為什麼人在地面跳躍時,會離開地面等等。
牛頓三大定律的應用
頓第一定律告訴我們,慣性是物體保持運動狀態不變的性質,隻有當物體受到非零合外力時,才會改變運動狀態。例如:
當汽車突然剎車時,乘客會向前傾倒,因為乘客受到瞭汽車對他們施加的摩擦力,使他們減速。但是這個摩擦力小於地面對汽車施加的摩擦力,所以乘客不能完全跟隨汽車停下來,而是保持原來的速度向前運動。為瞭避免這種情況,乘客應該系上安全帶。
當火箭在太空中飛行時,由於太空中沒有空氣阻力等外力作用在火箭上,火箭可以保持勻速直線運動。但是如果火箭需要改變速度或方向,就必須噴出燃料產生推力作為外力。
牛頓第二定律告訴我們,合外力決定瞭物體加速度的大小和方向,而加速度又反映瞭物體運動狀態變化的快慢和方式。例如:
當我們用力扔一個球時,球會加速離開我們的手,這是因為我們對球施加瞭一個向前的力,使球有一個向前的加速度。如果我們扔得越用勁,球飛得越快,這說明加速度跟合外力成正比。
牛頓第三定律告訴我們,任何兩個物體之間的相互作用力都是一對大小相等而方向相反的力,這對力分別作用在兩個物體上,產生相反的效果。
例如:當我們用手推墻時,墻也會對我們的手施加一個反向的力,使我們感到手疼。這是因為我們和墻之間存在一對作用力和反作用力,它們大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。由於墻的質量遠大於我們的手,所以墻的加速度可以忽略不計,而我們的手則會受到明顯的影響。