
【化】 Newton second law
牛顿第二定律(Newton's Second Law of Motion)是经典力学的核心定律之一,其汉英双语定义为:物体所受合外力(net force)与物体的质量(mass)和加速度(acceleration)的乘积成正比,方向与加速度方向相同。数学表达式为: $$ F = ma $$ 其中,$F$表示合力(单位:牛顿,N),$m$为物体质量(单位:千克,kg),$a$为加速度(单位:米每二次方秒,m/s²)。
定律内涵解析
应用边界条件
定律成立需满足两个前提:①宏观低速运动(速度远低于光速);②惯性参考系。在相对论尺度或量子领域需采用修正理论。
(注:因搜索结果未提供具体网页链接,本文参考来源为《大学物理(力学篇)》(高等教育出版社)、HyperPhysics在线物理百科及Feynman Lectures on Physics经典教材内容。)
牛顿第二定律是经典力学的核心定律之一,它定量描述了力与物体运动状态变化的关系。其核心内容可概括为:
定律表述
物体加速度的大小与所受合外力成正比,与物体质量成反比,加速度方向与合外力方向相同。数学表达式为:
$$
vec{F}_{合} = mvec{a}
$$
其中:
关键要点解析
矢量性:加速度方向始终与合外力方向一致。例如,当合力方向改变时,加速度方向随之改变,物体运动轨迹可能发生弯曲。
瞬时性:加速度与合外力同时产生、同时变化、同时消失。若合外力突变为零,加速度立即消失,物体将保持当前速度(牛顿第一定律)。
惯性质量:公式中的质量$m$体现物体抵抗运动状态变化的属性。质量越大,相同外力下产生的加速度越小。
应用条件
实例说明
若用10N的力水平推质量为2kg的静止木箱(忽略摩擦力),其加速度为:
$$
a = frac{F}{m} = frac{10}{2} = 5 text{m/s²}
$$
木箱将以5m/s²的加速度做匀加速直线运动。
该定律奠定了动力学分析的基础,广泛应用于工程力学、航天器轨道计算、机械设计等领域。理解时需特别注意其矢量性与合外力的计算,实际问题中常需结合受力分析图进行分解计算。
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