牛頓力學

牛頓力學

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中文名稱： 牛頓力學 別稱： 牛頓定律 提出者： 牛頓

牛頓力學屬於經典力學範疇，是以質點作為研究對象，着眼於力的作用關係，在處理質點系統問題時，強調分別考慮各個質點所受的力，然後來推斷整個質點系統的運動狀態;牛頓力學認為質量和能量各自獨立存在，且各自守恆;它只適用於物體運動的慣性參照系;牛頓力學較多採用直觀的幾何方法，在解決簡單的力學問題時，比分析力學方便簡單。

目錄

基本介紹

牛頓力學(Newtonianmechanics)以牛頓運動定律和萬有引力定律(見萬有引力)為基礎，研究速度遠小於光速的宏觀物體的運動規律。狹義相對論研究速度能與光速比擬的物體的運動，量子力學研究電子、質子等微觀粒子的運動。從研究的範疇來說，牛頓力學同相對論和量子力學相區別，牛頓力學是經典力學的組成部分。繼I.牛頓以後，J.-L.拉格朗日和W.R.哈密頓相繼發展了新的力學體系。牛頓力學所着重的量如力、動量等都具有矢量性質，而且牛頓方程是用矢量形式表達的，故牛頓力學可稱為矢量力學;拉格朗日體系和哈密頓體系所着重的量是系統的能，它具有標量的性質，可以通過力學的變分原理建立系統的動力學方程，故拉格朗日體系和哈密頓體系等可統稱為分析力學。因此，從力學的研究方法和體系來說，牛頓力學同拉格朗日體系和哈密頓體系相區別;但從經典力學的基本原理來說，拉格朗日方程和哈密頓原理同牛頓定律是等價的。然而，哈密頓原理能應用於較廣泛的物理現象。將拉格朗日體系和哈密頓體系(尤其是後者)應用於物理學和天體力學中廣泛出現的保守系統，有極大的優點。例如，這兩個體系的觀點和方法對天體力學的攝動理論和經典統計力學的理論性研究有較大價值。

牛頓介紹

牛頓於1643年1月4日生於英格蘭林肯郡格蘭瑟姆附近的沃爾索普村。1661年入英國劍橋大學聖三一學院，1665年獲文學士學位。隨後兩年在家鄉躲避鼠疫，他在此間制定了一生大多數重要科學創造的藍圖。1667年牛頓回劍橋後當選為劍橋大學三一學院院委，次年獲碩士學位。1669年任劍橋大學盧卡斯數學教授席位直到1701年。1696年任皇家造幣廠監督，並移居倫敦。1703年任英國皇家學會會長。1706年受英國女王安娜封爵。在晚年，牛頓潛心於自然哲學與神學。1727年3月20日，牛頓在倫敦病逝，享年84歲。

備註:牛頓是儒略曆1642年12月25日，即格里曆(陽曆)1643年1月4日，所以正確的出生日期是1月4號。

牛頓力學由來

牛頓力學( Newton's Mechanics )是以牛頓運動定律為基礎，在17世紀以後發展起來的。直接以牛頓運動定律為出發點來研究質點系統的運動，這就是牛頓力學。

艾薩克牛頓爵士試圖使用慣性與力的概念描述所有物體的運動，所以他找尋出它們服從確定的守恆定律。在1687年，牛頓接着出版了他的自然哲學的數學原理論文。在這裡牛頓開創了三個運動定律，到了今日還是描述力的方式。

牛頓力學相關

牛頓力學涉及很多方面，他們都涉及最基本的三個定律。

定律

牛頓第一定律

內容:一切物體在沒有受到力或合力為零的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。

說明:物體都有維持靜止和作勻速直線運動的趨勢，因此物體的運動狀態是由它的運動速度決定的，沒有外力，它的運動狀態是不會改變的。物體的這種性質稱為慣性。所以牛頓第一定律也稱為慣性定律。第一定律也闡明了力的概念。明確了力是物體間的相互作用，指出了是力改變了物體的運動狀態。因為加速度是描寫物體運動狀態的變化，所以力是和加速度相聯繫的，而不是和速度相聯繫的。在日常生活中不注意這點，往往容易產生錯覺。

注意:牛頓第一定律並不是在所有的參照系裡都成立，實際上它只在慣性參照系裡才成立。因此常常把牛頓第一定律是否成立，作為一個參照系是否慣性參照系的判據。

牛頓第二定律

內容:物體在受到合外力的作用會產生加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小與合外力的大小成正比，與物體的慣性質量成反比。

公式:F=ma，F為合外力

牛頓第二定律定量描述了力作用的效果，定量地量度了物體的慣性大小。它是矢量式，並且是瞬時關係。

要強調的是，物體受到的不為零合外力，會產生加速度，使物體的運動狀態或速度發生改變，但是這種改變是和物體本身的運動狀態有關的。

局限:該定律只適用於宏觀物體的低速運動。

牛頓第三定律

內容:兩個物體之間的作用力和反作用力，在同一條直線上，大小相等，方向相反。

需要注意:

1、作用力和反作用力是沒有主次、先後之分。同時產生、同時消失。

2、這一對力是作用在不同物體上，不可能抵消。

3、作用力和反作用力必須是同一性質的力。

4、與參照系無關。