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牛頓的三大定律是什麼

生活 更新时间:2025-01-15 23:55:10

于1687年,英國物理泰鬥艾薩克·牛頓在巨著《自然哲學的數學原理》裡,提出了牛頓運動定律。牛頓第一運動定律就是其中一條定律。

牛頓第一運動定律(Newton's first law of motion)表明,除非有外力施加,物體的運動速度不會改變。根據該定律,假設沒有任何外力施加或所施加的外力之和為零,則運動中物體總保持勻速直線運動狀态,靜止物體總保持靜止狀态。物體所顯示出的維持運動狀态不變的這性質稱為慣性。所以,該定律又稱為慣性定律。物體的慣性與其質量有關。

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表達方式

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牛頓

牛頓第一運動定律的一般表達方式為:

每一個物體都會堅持它的靜止狀态或沿一直線做勻速的運動,除非此物體受到力迫使它改變原有的狀态。

這定律陳述:如淨力(作用在一個物體上所有力的向量和)等于零,則這個物體的速度是一個常數。

結果是:

1.一個原來靜止的物體會保留在靜止狀态。除非有一淨外力對它作用。

2.一個運動的物體,不會改變它的速度;除非有一淨外力對它作用。

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适用範圍

1.牛頓把他的運動定律建立在一個稱為慣性坐标系中,而任何參考坐标系相對慣性坐标系作勻速運動的也是慣性坐标系。因此,牛頓定律隻在慣性坐标系中有效。

2.物體的運動速度要比光速小得多。

3.宏觀物體。

獨立性

牛頓第一定律是完全獨立的基本定律,它的獨立性表現在:

1、确定了慣性參考系并引出了邏輯循環論證,這是公理體系的表現,任何學科的第一命題都要具有此特性。

2、指出了任何物體都具有慣性,建立的慣性概念。

3、它的否命題揭示出力的概念,力是物體對物體的作用,力使物體的運動狀态發生變化。

4、是牛頓第二定律的基礎,首先,牛頓第一定律為第二定律準備了概念(力、慣性質量、慣性系)并定性闡明力和運動的關系;其次,第一定律主要說明物體不受外力作用時的運動狀态。不受外力作用和物體所受外力矢量和為零不是一碼事,因此不能把牛頓第一定律當成牛頓第二定律在F=0時的特殊情況。

綜上所述,牛頓第一定律是完全獨立的基本定律,用其解決的問題,别任何規律都無法解決,第二、第三定律根本不能取代第一定律。

形成過程

牛頓第一定律是伽利略慣性概念的重述。亞裡斯多德有這樣的觀點;宇宙中所有物體都有一自然的位置,重物如,岩石願在地球上靜止,而輕物,如煙願在天空中靜止。行星願在天空中停留。他想,物體靜止是它的自然狀态。如要一物體沿一直線作直線運動,則要有一連續的外力推它。否則,它會停止運動。

伽利略對亞裡斯多德對關于宇宙的描述存有許多問體和懷疑。自己做了許多斜面落體實驗,從這些實驗結果,伽利略得出慣性的概念如下:一個物體不會自發地去改變它的速度,如一個物體原來作直線勻速運動,它會繼續沿原直線的方向勻速運動,除非它受到另外力的作用。如果一個物體,原來是靜止的,它會繼續靜止。物體的這種性質,稱為慣性。牛頓重述了伽利略慣性的定義;而成為他的運動第一定律。

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