牛顿第二定律

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牛顿第二定律 牛顿第二定律

 

定律内容:物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量m成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。

公式F=ma

几点说明

  1. 牛顿第二定律是的瞬时作用规律。力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝。
  2. F=ma是一个矢量方程,应用时应规定正方向,凡与正方向相同的力或加速度均取正值,反之取负值,一般常取加速度的方向反正方向。
  3. 根据力的独立作用原理,用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时,可将物本所受各力正交分解,在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式:Fx=max,Fy=may列方程。
  4. 虽然在牛顿力学中第二定律被称为定律,但是牛顿第二定律实际上可以看作为牛顿力学中力的定量定义,只有当给出力的具体形式后才能构成动力学方程预测物体的行为。

牛顿第二定律 牛顿第二定律的三个性质

 

牛顿第二定律 适用范围

 
  1. 1.牛顿第二定律作为力的定义是恒成立的,作为可预测物体行为的方程是给出力场的具体形式的动力学方程。但是当考察物体的运动线度可以和该物体的德布罗意波长相比拟时,由于测不准原理,物体的动量和位置已经是不能同时准确获知的量了,因而牛顿动力学方程缺少准确的初始条件无法求解。也就是说经典的描述方法由于测不准原理已经失效或者需要修改。量子力学用希尔伯特空间中的态矢概念代替位置和动量(或速度)的概念来描述物体的状态,用薛定谔方程代替牛顿动力学方程(即含有力场具体形式的牛顿第二定律)。
  2. 用态矢代替位置和动量的原因是由于测不准原理我们无法同时知道位置和动量的准确信息,但是我们可以知道位置和动量的概率分布,测不准原理对测量精度的限制就在于两者的概率分布上有一个确定的关系。
  3. 2.由于牛顿动力学方程不是洛伦兹协变的,因而不能和狭义相对论相容,因而当物体做高速移动时需要修改力,速度,等力学变量的定义,使动力学方程能够满足洛伦兹协变的要求,在物理预言上也会随速度接近光速而与经典力学有不同。

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牛顿第一定律
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附图

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