định luật 3 niu tơn

Bách khoa toàn thư cởi Wikipedia

Nguyên phiên bản tấp tểnh luật I và II của Newton được ghi chép vị giờ Latin vô cuốn Principia Mathematica.

Các tấp tểnh luật về vận động của Newton là 1 trong hệ thố bao gồm 3 tấp tểnh luật đặt điều chân móng cơ phiên bản mang đến cơ học tập truyền thống. Chúng tế bào miêu tả quan hệ thân thiết một vật thể và những lực tác dụng gần giống vận động của vật thể ê. Các tấp tểnh luật và đã được trình diễn giải theo đuổi vô số cách thức không giống nhau vô xuyên suốt 3 thế kỷ tiếp sau đó,[1] và hoàn toàn có thể tóm lược như sau:

Bạn đang xem: định luật 3 niu tơn

  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 với hiệp lực vị 0, hoặc còn rằng cách tiếp theo là những lực cân đối thì nó vẫn không thay đổi hiện trạng đứng yên tĩnh hoặc vận động trực tiếp đều.[2][3]
  2. Định luật II: Vector vận tốc của một vật luôn luôn nằm trong phía với lực ứng dụng lên vật. Độ rộng lớn của vector vận tốc tỉ lệ thành phần thuận với khuôn khổ của vector lực và tỉ lệ thành phần 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 vận tốc 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 khuôn khổ và trái hướng về phía vật loại nhất.

Cả tía tấp tểnh luật được mái ấm vật lý cơ học tập Isaac Newton lần đi ra phen trước tiên và được xuất phiên bản vô cuốn sách Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Các nguyên tắc toán học tập của triết học tập tự động nhiên) năm 1687.[4] Newton sử dụng những tấp tểnh luật này nhằm phân tích và lý giải và phân tích vận động của những vật thể, ví như vận động của những hành tinh ma vô hệ mặt mày trời.[5]

Tổng quan[sửa | sửa mã nguồn]

Các tấp tểnh luật vận động của Newton đều được vận dụng cho những vật thể được hoàn hảo hóa trở nên những hóa học điểm với độ dài rộng vô nằm trong nhỏ đối với tiến trình của chính nó. Do vậy, những tấp tểnh luật này hoàn toàn có thể vận dụng được cả với những ngôi sao sáng và những hành tinh ma, khi nhưng mà độ dài rộng của những vật thể rất rộng vẫn hoàn toàn có thể xem như là những hóa học điểm nếu như đối chiếu với tiến trình của bọn chúng. Ban đầu, những tấp tểnh luật của Newton ko thể dùng được với vận động của những vật rắn hoặc những vật thể với lượng đổi khác. Năm 1750, Leonard Euler tổng quát lác hoá những tấp tểnh luật của Newton và thể hiện Các tấp tểnh luật về vận động của Euler. Nếu như 1 vật rắn được biểu thị như tụ họp của vô số hóa học điểm thì tấp tểnh luật của Euler hoàn toàn có thể được xem như là một hệ trái khoáy của tấp tểnh luật Newton. Tuy nhiên, những tấp tểnh luật của Euler hoàn toàn có thể vận dụng mang đến 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 hiện trạng đứng yên tĩnh 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 hoàn toàn 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 Latin kể từ cuốn Principa, 1687

Nhà khoa học tập Hy Lạp cổ Aristotle tin tưởng rằng toàn bộ tất cả đều phải sở hữu địa điểm riêng rẽ của chính nó vô thiên hà. Những vật nặng nề như hòn đá hoặc cây xanh vì vậy sẽ sở hữu được Xu thế ở lại Trái Đất, còn những vật nhẹ nhàng như lửa hay là không khí sẽ sở hữu được Xu thế phía trên ko trung và những ngôi sao sáng sẽ sở hữu được Xu thế phía trên thiên đàng [6]. Từ ê, Aristotle nhận định rằng mọi thứ thể đều ở hiện trạng thuở đầu là hiện trạng ngủ (trạng thái vô địa điểm của nó), vì vậy nhằm một vật thể vận động trực tiếp đều, rất cần phải với cùng một lực ko thay đổi ứng dụng vô vật vô xuyên suốt quy trình vận động.

Tuy nhiên, Galileo Galilei nhận định rằng ko sử dụng lực nhằm vật thể dịch rời trực tiếp đều. Theo Gallilei, một vật vận động luôn luôn với khuynh phía không thay đổi hiện 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 tĩnh tiếp tục đứng yên tĩnh 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 tấp tểnh luật quán tính chủ quan của Galilei và được không ngừng mở rộng mang đến tình huống tổng những lực vị 0.

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

Ý Nghĩa[sửa | sửa mã nguồn]

Những mái ấm du hành thiên hà cất cánh với véc tơ vận tốc tức thời thay cho thay đổi đối với hệ quy chiếu Trái Đất nên bọn họ nên chịu đựng thêm 1 lực quán tính chủ quan cân đối với lực thú vị. Do vậy, tổng những lực ứng dụng lên bọn họ vị 0 vô hệ quy chiếu tàu vũ trụ. Khi ê, những vật thể chỉ việc tác dụng nhẹ nhàng tiếp tục dịch rời trực tiếp đều mãi mãi

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

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

Trong từng thiên hà hữu hình, vận động của một hóa học điểm vô một hệ quy chiếu mang đến trước Φ sẽ tiến hành ra quyết định vị tác dụng 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 vô Φ. Nói cách tiếp theo, một hóa học điểm luôn luôn ở hiện trạng đứng yên tĩnh hoặc vận động trực tiếp đều vô hệ quy chiếu Φ trừ khi với cùng một nước ngoài lực không giống 0 tác dụng 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 ví dụ, một hệ quy chiếu hoàn toàn có thể coi gần đúng là hệ quy chiếu quán tính chủ quan. Ví dụ, khi 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 mày 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 đổi mới thiên động lượng của một vật thể tỉ lệ thành phần thuận với xung lực ứng dụng lên nó, và véctơ đổi mới thiên động lượng này tiếp tục nằm trong phía với véctơ xung lực tạo nên nó

Định luật hoàn toàn có thể ghi chép bên dưới dạng toán học:

Với:

Xem thêm: hồng lâu mộng tóm tắt

Ý nghĩa[sửa | sửa mã nguồn]

Lex II: Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua chuyện vis illa imprimitur.

Nguyên phiên bản giờ Latin kể từ cuốn Principa, 1687

Theo tuyên bố thuở đầu của Newton, xung lực J được hiểu như thể tích phân của một nước ngoài lực F trong vòng thời hạn Δt [10][11]:

Từ ê tao có:

hay:

Bởi vì thế đa phần những vật thể sẽ sở hữu được lượng bất biến [12], tấp tểnh 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 vận tốc của vật. Như vậy, từng nước ngoài lực ứng dụng lên vật tiếp tục sinh ra đi ra một vận tốc tỉ lệ thành phần thuận với khuôn khổ của lực. Nói cách tiếp theo, nếu như một vật với vận tốc, tao biết với lực ứng dụng lên vật ê. Phương trình toán học tập bên trên thể hiện một khái niệm ví dụ và đúng chuẩn mang đến định nghĩa lực. Lực, vô vật lý cơ, được khái niệm là việc thay cho thay đổi của động lượng vô 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 gian đó. Động lượng của vật đổi khác càng nhanh chóng khi nước ngoài lực ứng dụng lên vật càng rộng lớn và ngược lại.

Ngoài việc thể hiện khái niệm mang đến lực, tấp tểnh luật 2 Newton còn là một nền tảng của định luật bảo toàn động lượngđịnh luật bảo toàn cơ năng. Hai tấp tểnh luật này còn có chân thành và ý nghĩa cần thiết trong những công việc đơn giản và giản dị hóa phân tích về vận động và tương tác Một trong những vật.

Định luật 2 Newton vô cơ học tập cổ điển[sửa | sửa mã nguồn]

Trong cơ học tập truyền thống, lượng có mức giá trị ko thay đổi, bất kể vận động của vật. Do ê, phương trình tấp tểnh luật 2 Newton trở thành:

Với:

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

Như vậy vô cơ học tập truyền thống, tổng nước ngoài lực vị tích của lượng và vận tốc.

Cũng vô cơ học tập truyền thống, lúc không xét cho tới lực quán tính chủ quan, tấp tểnh luật 2, tương tự như tấp tểnh luật 1, chỉ đúng trong các hệ quy chiếu quán tính chủ quan. Khi vận dụng mang đến hệ quy chiếu ko quán tính chủ quan, cần thiết thêm nữa lực quán tính chủ quan.

Định luật 2 Newton vô thuyết kha khá hẹp[sửa | sửa mã nguồn]

Trong thuyết kha khá hẹp, tấp tểnh luật 2 Newton được không ngừng mở rộng nhằm vận dụng mang đến contact thân thiết 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

Xem thêm: hoà thạc hoà gia công chúa

Đối với từng lực tác dụng lúc nào cũng có thể có một phản lực nằm trong khuôn khổ, rằng cách tiếp theo, những lực tương tác thân thiết nhị vật lúc nào cũng chính là những cặp lực nằm trong khuôn khổ, nằm trong phương, trái hướng và không giống điểm đặt.

Ý Nghĩa[sửa | sửa mã nguồn]

Định luật 3 Newton cho là lực ko xuất hiện tại riêng rẽ lẻ nhưng mà xuất hiện tại theo đuổi từng cặp động lực-phản lực. Nói cách tiếp theo, lực chỉ xuất hiện tại khi với sự tương tác hỗ tương thân thiết nhị hoặc nhiều vật cùng nhau. Cặp lực này, tấp tểnh luật 3 phân tích thêm thắt, là cặp lực trực đối. Chúng với nằm trong khuôn khổ tuy nhiên trái hướng vật A và B. Nếu A ứng dụng một lực lên B, thì B cũng tạo nên một lực lên A và

.

Hơn nữa, vô 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 thú vị 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, Phường 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 vô 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 vĩ đại. For men measure not only other men but all other things by themselves. And because they find themselves subject after motion vĩ đại 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.

  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 vĩ đại accretion or ablation, [an alternate equation explicitly accounting for the changing mass] should be used."

Đọc thêm thắt và mối cung cấp tham ô 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. Phường.; 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, Phường G, (1867), [http://books.google.com/books?id=wwO9X3RPt5kC .

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

  • MIT Physics video 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