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牛頓第二定律概念

牛頓第二定律概念,適用范圍是什麼

曉智 曉智 發表於2024-09-11 11:09:21 瀏覽34 回應0

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牛頓第二定律的常見表述是:物體加速度的大小跟作用力成正比,跟物體的質量成反比,且與物體質量的倒數成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。

牛頓第二定律適用范圍

牛頓第二定律隻適用於質點。對質點系,用牛頓第二定律時一般采用隔離法,或者采用質點系牛頓第二定律。

牛頓第二定律隻適用於慣性參考系。慣性參考系是指牛頓運動定律成立的參考系,在非慣性參考系中牛頓第二定律不適用。但是,通過慣性力的引入。可以使牛頓第二定律的表示形式在非慣性系中使用。

牛頓第二定律隻適用宏觀問題。解決微觀問題必須使用量子力學。當考察物體的運動線度可以和該物體的德佈羅意波相比擬時,由於粒子運動不確定性關系式(即無法同時準確測定粒子運動的方向與速度),物體的動量和位置已經是不能同時準確獲知的量瞭,因而牛頓動力學方程缺少準確的初始條件無法求解。也就是說經典的描述方法由於粒子運動不確定性關系式已經失效或者需要修改。

牛頓第二定律隻適用低速問題。解決高速問題必須使用相對論。由於牛頓動力學方程不是洛倫茲協變的,因而不能和狹義相對論相容,因此當物體做高速移動時需要修改力、速度等力學變量的定義,使動力學方程能夠滿足洛倫茲協變的要求,在物理預言上也會隨速度接近光速而與經典力學有不同。

牛頓第二定律特點

瞬時性:牛頓第二定律是力的瞬時作用效果,加速度和力同時產生、同時變化、同時消失。

矢量性:向量F=m*向量a是一個矢量表達式,加速度和合力的方向始終保持一致。

獨立性:物體受幾個外力作用,在一個外力作用下產生的加速度隻與此外力有關,與其他力無關,各個力產生的加速度的矢量和等於合外力產生的加速度,合加速度和合外力有關。

因果性:力是產生加速度的原因,加速度是力的作用效果h故力是改變物體運動狀態的原因。

等值不等質性:雖然向量F=m*向量a,但m*向量a不是力,而是反映物體狀態變化情況的;雖然m=向量F/向量a,僅僅是向量F/向量a度量物體質量大小的方法,m與向量F或向量a無關。

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