
【化】 Newton second law
牛頓第二定律(Newton's Second Law of Motion)是經典力學的核心定律之一,其漢英雙語定義為:物體所受合外力(net force)與物體的質量(mass)和加速度(acceleration)的乘積成正比,方向與加速度方向相同。數學表達式為: $$ F = ma $$ 其中,$F$表示合力(單位:牛頓,N),$m$為物體質量(單位:千克,kg),$a$為加速度(單位:米每二次方秒,m/s²)。
定律内涵解析
應用邊界條件
定律成立需滿足兩個前提:①宏觀低速運動(速度遠低于光速);②慣性參考系。在相對論尺度或量子領域需采用修正理論。
(注:因搜索結果未提供具體網頁鍊接,本文參考來源為《大學物理(力學篇)》(高等教育出版社)、HyperPhysics線上物理百科及Feynman Lectures on Physics經典教材内容。)
牛頓第二定律是經典力學的核心定律之一,它定量描述了力與物體運動狀态變化的關系。其核心内容可概括為:
定律表述
物體加速度的大小與所受合外力成正比,與物體質量成反比,加速度方向與合外力方向相同。數學表達式為:
$$
vec{F}_{合} = mvec{a}
$$
其中:
關鍵要點解析
矢量性:加速度方向始終與合外力方向一緻。例如,當合力方向改變時,加速度方向隨之改變,物體運動軌迹可能發生彎曲。
瞬時性:加速度與合外力同時産生、同時變化、同時消失。若合外力突變為零,加速度立即消失,物體将保持當前速度(牛頓第一定律)。
慣性質量:公式中的質量$m$體現物體抵抗運動狀态變化的屬性。質量越大,相同外力下産生的加速度越小。
應用條件
實例說明
若用10N的力水平推質量為2kg的靜止木箱(忽略摩擦力),其加速度為:
$$
a = frac{F}{m} = frac{10}{2} = 5 text{m/s²}
$$
木箱将以5m/s²的加速度做勻加速直線運動。
該定律奠定了動力學分析的基礎,廣泛應用于工程力學、航天器軌道計算、機械設計等領域。理解時需特别注意其矢量性與合外力的計算,實際問題中常需結合受力分析圖進行分解計算。
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