định luật 3 newton

By Admin 29/08/2023 0

Bách khoa toàn thư phanh Wikipedia

Bạn đang xem: định luật 3 newton

Nguyên phiên bản ấn định luật I và II của Newton được ghi chép vị giờ đồng hồ Latin nhập cuốn Principia Mathematica.

Các ấn định luật về vận động của Newton là 1 trong những khối hệ thống bao gồm 3 ấn định luật bịa chân móng cơ phiên bản mang lại cơ học tập cổ xưa. Chúng tế bào miêu tả quan hệ đằm thắm một vật thể và những lực hiệu quả hao hao vận động của vật thể ê. Các ấn định luật đã và đang được trình diễn giải theo đuổi rất nhiều cách thức không giống nhau nhập trong cả 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 ứng dụng của một lực này hoặc Chịu đựng ứng dụng của những lực sở hữu hiệp lực vị 0, hoặc còn phát biểu cách tiếp theo là những lực cân đối thì nó vẫn không thay đổi tình trạng đứng yên ổn hoặc vận động trực tiếp đều.[2][3]
  2. Định luật II: Vector tốc độ của một vật luôn luôn nằm trong phía với lực ứng dụng lên vật. Độ rộng lớn của vector tốc độ tỉ trọng thuận với kích thước của vector lực và tỉ trọng 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 ứng dụng lên vật, m là lượng của vật và a là tốc độ của vật ê.
  3. Định luật III: Khi một vật ứng dụng lực lên vật loại thể nhị, vật loại nhị tiếp tục ứng dụng một lực nằm trong kích thước và trái chiều về phía vật loại nhất.

Cả tía ấn định luật được mái ấm cơ vật lý học tập Isaac Newton mò mẫm đi ra đợt trước tiên và được xuất phiên bản 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 ấn định luật này nhằm lý giải và nghiên cứu và phân tích vận động của những vật thể, ví như vận động của những hành tinh anh nhập hệ mặt mũi trời.[5]

Tổng quan[sửa | sửa mã nguồn]

Các ấn định luật vận động của Newton đều được vận dụng cho những vật thể được hoàn hảo hóa trở thành những hóa học điểm với độ cao thấp vô nằm trong nhỏ đối với quy trình của chính nó. Do vậy, những ấn định luật này rất có thể vận dụng được cả với những ngôi sao 5 cánh và những hành tinh anh, Lúc nhưng mà độ cao thấp của những vật thể rất rộng lớn vẫn rất có thể xem như là những hóa học điểm nếu như đối chiếu với quy trình của bọn chúng. Ban đầu, những ấn định luật của Newton ko thể dùng được với vận động của những vật rắn hoặc những vật thể sở hữu lượng đổi khác. Năm 1750, Leonard Euler tổng quát lác hoá những ấn định luật của Newton và thể hiện Các ấn định luật về vận động của Euler. Nếu như 1 vật rắn được biểu thị như tụ tập của vô số hóa học điểm thì ấn định luật của Euler rất có thể được xem như là một hệ trái khoáy của ấn định luật Newton. Tuy nhiên, những ấn định luật của Euler rất có thể vận dụng mang lại vận động của những vật thể nhưng mà 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 ổn hoặc vận động trực tiếp đều nếu mà không tồn tại một lực này ứng dụng lên nó hoặc nếu mà tổng những lực ứng dụng lên nó vị 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 phiên bản giờ đồng hồ Latin kể từ cuốn Principa, 1687

Nhà khoa học tập Hy Lạp cổ Aristotle tin cậy rằng toàn bộ tất cả đều phải có địa điểm riêng biệt của chính nó nhập ngoài trái đất. Những vật nặng nề như hòn đá hoặc cây xanh vậy nên 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 5 cánh sẽ có được Xu thế phía trên thiên đường [6]. Từ ê, 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), vậy nên nhằm một vật thể vận động trực tiếp đều, rất cần được sở hữu một lực ko thay đổi ứng dụng nhập vật nhập trong cả quy trình vận động.

Tuy nhiên, Galileo Galilei nhận định rằng ko người sử dụng lực nhằm vật thể dịch chuyển trực tiếp đều. Theo Gallilei, một vật vận động luôn luôn sở hữu khuynh phía không thay đổi tình trạng vận động (quán tính) của chính nó. Trạng thái vận động ở phía trên được đặc thù vị véc tơ vận tốc tức thời (hay tổng quát lác là động lượng) của vận động. Nếu ko Chịu đựng ứng dụng vị một tổng lực không giống ko thì một vật đang được đứng yên ổn tiếp tục đứng yên ổn mãi mãi, và một vật đang được vận động tiếp tục vận động trực tiếp đều mãi mãi. Định luật I của Newton được bắt mối cung cấp kể từ ấn định luật quán tính chủ quan của Galilei và được không ngừng mở rộng mang lại tình huống tổng những lực vị 0.

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

Ý Nghĩa[sửa | sửa mã nguồn]

Những mái ấm du hành ngoài trái đất cất cánh với véc tơ vận tốc tức thời thay cho thay đổi đối với hệ quy chiếu Trái Đất nên chúng ta nên Chịu đựng thêm 1 lực quán tính chủ quan cân đối với lực mê hoặc. Do vậy, tổng những lực ứng dụng lên chúng ta vị 0 nhập hệ quy chiếu tàu vũ trụ. Khi ê, những vật thể chỉ việc hiệu quả nhẹ nhõm tiếp tục dịch chuyển trực tiếp đều mãi mãi

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

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

Trong từng ngoài trái đất hữu hình, vận động của một hóa học điểm nhập một hệ quy chiếu mang lại trước Φ sẽ tiến hành đưa ra quyết định vị hiệu quả của những lực luôn luôn triệt chi tiêu nhau khi và chỉ khi vân tốc của hóa học điểm ê không bao giờ thay đổi nhập Φ. Nói cách tiếp theo, một hóa học điểm luôn luôn ở tình trạng đứng yên ổn hoặc vận động trực tiếp đều nhập hệ quy chiếu Φ trừ Lúc sở hữu một nước ngoài lực không giống 0 hiệu quả lên hóa học điểm đó[8]

Trong thực tiễn, không tồn tại hệ quy chiếu này 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, Lúc xét vận động của những vật bên trên mặt phẳng Trái khu đất, người tao 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 chuyển thiên động lượng của một vật thể tỉ trọng thuận với xung lực ứng dụng lên nó, và véctơ biến chuyển 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: dựa vào atlat địa lí việt nam trang 9 cho biết vùng khí hậu nào sau đây thuộc miền khí hậu phía nam

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 phiên bản giờ đồng hồ 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 tầm thời hạn Δt [10][11]:

Từ ê tao có:

hay:

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

Với F là nước ngoài lực ứng dụng lên vật, m là lượng của vật và a là tốc độ của vật. Như vậy, từng nước ngoài lực ứng dụng lên vật tiếp tục sinh ra đi ra một tốc độ tỉ trọng thuận với kích thước của lực. Nói cách tiếp theo, nếu như một vật sở hữu tốc độ, tao biết sở hữu lực ứng dụng lên vật ê. Phương trình toán học tập bên trên thể hiện một khái niệm rõ ràng và đúng đắn mang lại định nghĩa lực. Lực, nhập cơ vật lý, được khái niệm là việc thay cho thay đổi của động lượng nhập một đơn vị chức năng thời gian. Như vậy, tổng nước ngoài lực ứng dụng lên một vật bên trên 1 thời điểm chắc chắn (lực tức thời) được biểu thị vị vận tốc thay cho thay đổi động lượng của vật bên trên thời điểm lúc đó. Động lượng của vật đổi khác càng nhanh chóng Lúc nước ngoài lực ứng dụng lên vật càng rộng lớn và ngược lại.

Ngoài việc thể hiện khái niệm mang lại lực, ấn định luật 2 Newton còn là một nền tảng của định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn cơ năng. Hai ấn định luật này còn có chân thành và ý nghĩa cần thiết trong các công việc giản dị hóa nghiên cứu và phân tích về vận động và tương tác Một trong 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 vận động của vật. Do ê, phương trình ấn định luật 2 Newton trở thành:

Với:

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

Như vậy nhập cơ học tập cổ xưa, tổng nước ngoài lực vị tích của lượng và tốc độ.

Cũng nhập cơ học tập cổ xưa, lúc không xét cho tới lực quán tính chủ quan, ấn định luật 2, tương tự như ấn định luật 1, chỉ đúng trong các hệ quy chiếu quán tính chủ quan. Khi vận dụng mang lại 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, ấn định luật 2 Newton được không ngừng mở rộng nhằm vận dụng mang lại tương tác đằm thắm lực-4 và động lượng-4 hoặc gia tốc-4:

Định luật III[sửa | sửa mã nguồn]

Định luật III của Newton về vận động tuyên bố như sau

Đối với từng lực hiệu quả khi nào cũng có thể có một phản lực nằm trong kích thước, phát biểu cách tiếp theo, những lực tương tác đằm thắm nhị vật khi nào cũng chính là những cặp lực nằm trong kích thước, 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 nay riêng biệt lẻ nhưng mà xuất hiện nay theo đuổi từng cặp động lực-phản lực. Nói cách tiếp theo, lực chỉ xuất hiện nay Lúc sở hữu sự tương tác tương hỗ đằm thắm nhị hoặc nhiều vật cùng nhau. Cặp lực này, ấn định luật 3 phân tích tăng, là cặp lực trực đối. Chúng sở hữu nằm trong kích thước tuy nhiên trái chiều vật A và B. Nếu A ứng dụng 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 thành 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 mê hoặc của Newton
  • Nguyên lý ứng dụng tối thiểu
  • Phản ứng dụng (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, P.. 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, phiên bản 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 so sánh easily assented to tát. For men measure not only other men but all other things by themselves. And because they find themselves subject after motion to tát 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: cơ sở để truy cứu trách nhiệm pháp lý là
  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 phiên bản 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 to tát accretion or ablation, [an alternate equation explicitly accounting for the changing mass] should be used."

Đọc tăng và mối cung cấp tham lam 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. P..; Leighton, R. B.; Sands, M. (2005). The Feynman Lectures on Physics. 1 (ấn phiên bản 2). Pearson/Addison-Wesley. ISBN 0-8053-9049-9.
  • Fowles, G. R.; Cassiday, G. L. (1999). Analytical Mechanics (ấn phiên bản 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, P.. G, (1867), [http://books.google.com/books?id=wwO9X3RPt5kC .

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

  • MIT Physics Clip 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