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 牛顿运动定律(英语:Newton's laws of motion)描述施加于物体的外力与物体所呈现出的运动彼此之间的关系。这定律被誉为经典力学的基础,是英国物理泰斗艾萨克·牛顿所提出的三条运动定律的总称。这定律的现代版本通常表述为
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[[File:牛顿运动定律.png|350px|缩略图|右|<big>牛顿运动定律示意图</big>[http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190126/c0d691e5a28b43a787913a24dde81946.png 原图链接][https://www.sohu.com/a/291615819_372482 来自 搜狐 的图片]]]
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''' 牛顿运动定律''' [[ 英语]] :Newton's laws of motion)描述施加于物体的外力与物体所呈现出的运动彼此之间的关系。这定律被誉为[[ 经典力学]] 的基础,是[[ 英国]] 物理泰斗[[ 艾萨克·牛顿]] 所提出的三条运动定律的总称。这定律的现代版本通常表述为
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*第一定律:假若施加于某物体的外力为零,则该物体的运动速度不变(惯性定律)
 
*第一定律:假若施加于某物体的外力为零,则该物体的运动速度不变(惯性定律)
*第二定律:施加于物体的外力等于此物体的质量与加速度的乘积
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*第二定律:施加于物体的外力等于此物体的[[ 质量]] 与加速度的乘积
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*第三定律:当两个物体相互作用于对方时,彼此施加于对方的力,其大小相等、方向相反(作用力与反作用力)
 
*第三定律:当两个物体相互作用于对方时,彼此施加于对方的力,其大小相等、方向相反(作用力与反作用力)
 牛顿在发表于1687年7月5日的巨著《自然哲学的数学原理》里提出这三条定律<ref>[https://www.lssdjt.com/d/16870705.htm 艾萨克·牛顿发表《自然哲学的数学原理》],历史上的今天,2016-04-28</ref>。他将先前伽利略·伽利莱、克里斯蒂安·惠更斯等等物理大师想出的一些动力学原理整理并发展成为这三条精练简要的定律。牛顿应用这些定律来分析各种各样的动力学运动。例如,牛顿应用这些定律与牛顿万有引力定律来解释开普勒行星运动定律。
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 牛顿在发表于1687年7月5日的巨著《[[ 自然哲学的数学原理]] 》里提出这三条定律<ref>[https://www.lssdjt.com/d/16870705.htm 艾萨克·牛顿发表《自然哲学的数学原理》],历史上的今天,2016-04-28</ref>。他将先前[[伽利略| 伽利略·伽利莱]] [[ 克里斯蒂安·惠更斯]] 等等物理大师想出的一些动力学原理整理并发展成为这三条精练简要的定律。牛顿应用这些定律来分析各种各样的[[ 动力学]] 运动。例如,牛顿应用这些定律与牛顿万有引力定律来解释开普勒行星运动定律。
  
 
==适用范围==
 
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 在过去两百年中,物理学者完成了很多个检验核对牛顿运动定律的实验与观测,对于一般的状况,牛顿定律能够计算出很好的近似结果。牛顿定律、牛顿万有引力定律、微积分数学方法,这些理论从所未有地对于各种各样的物理现象给出了一致的定量解释。
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 在过去两百年中,物理学者完成了很多个检验核对牛顿运动定律的实验与观测,对于一般的状况,牛顿定律能够计算出很好的近似结果。牛顿定律、[[ 牛顿万有引力定律]] 、微积分数学方法,这些理论从所未有地对于各种各样的物理现象给出了一致的定量解释。
  
 对于某些状况,牛顿运动定律并不适用,这时候需要更进阶的物理理论。超高速或非常强烈重力场的状况下,我们需要相对论修正和解释一些天体运动和现象,例如黑洞。在原子尺寸,我们需要量子力学解释原子的发射光谱等物理现象。但是现代工程学里,对于一般应用案例,像车辆或飞机的运动,牛顿运动定律已能准确地解释和计算工程师遇到的问题。所以,牛顿运动定律仍是中学物理科、大学工程和理科学生的必修和基础部分。
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 对于某些状况,牛顿运动定律并不适用,这时候需要更进阶的物理理论。超高速或非常强烈重力场的状况下,我们需要相对论修正和解释一些[[ 天体运动]] 和现象,例如[[ 黑洞]] 。在原子尺寸,我们需要[[ 量子力学]] 解释原子的发射[[ 光谱]] 等物理现象。但是现代工程学里,对于一般应用案例,像车辆或飞机的运动,牛顿运动定律已能准确地解释和计算工程师遇到的问题。所以,牛顿运动定律仍是中学物理科、大学工程和理科学生的必修和基础部分。
  
 假若要将狭义相对论效应纳入考量,则必须修改第二定律。因为当速度接近光速时,物体受到的合外力就不能精确地表示为静质量与加速度的乘积了。详尽细节,请参阅条目四维力。第三定律也不适用于狭义相对论,这是因为同时性之相对性无法实现于第三定律。
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 假若要将狭义相对论效应纳入考量,则必须修改第二定律。因为当速度接近[[ 光速]] 时,物体受到的合外力就不能精确地表示为静质量与加速度的乘积了。详尽细节,请参阅条目四维力。第三定律也不适用于狭义相对论,这是因为同时性之相对性无法实现于第三定律。
  
 
==与守恒定律之间的关系==
 
==与守恒定律之间的关系==
  
 在现代物理学里,动量、角动量、能量的守恒定律比牛顿定律更为基础,因为这些守恒定律既适用于光波,也适用于物质,既适用于经典物理,也适用于非经典物理。这些守恒定律表明,在一个物理系统里,
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 在[[ 现代物理学]] 里,动量、角动量、能量的守恒定律比牛顿定律更为基础,因为这些守恒定律既适用于[[ 光波]] ,也适用于物质,既适用于经典物理,也适用于非经典物理。这些[[ 守恒定律]] 表明,在一个物理系统里,
  
 
*动量不能凭空生成或湮灭。
 
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*角动量不能凭空生成或湮灭。
 
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*能量不能凭空生成或湮灭。
 
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 由于力是动量对于时间的导数,与动量守恒的概念相比,力的概念显得多余与次要。量子力学、量子电动力学、广义相对论等等,这些现代物理基础理论都没有使用到力的概念<ref>[https://www.sohu.com/a/299187100_348129 现代物理不需要“力”的概念,为什么它还能在教科书中快乐地生存?(转)] ,搜狐,2019-03-05</ref>。根据标准模型,电磁力、弱核力、强核力,这三种称为规范力的基础力,可以解释为虚粒子的交换。
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 由于力是动量对于时间的导数,与动量守恒的概念相比,力的概念显得多余与次要。量子力学、[[ 量子电动力学]] 、广义相对论等等,这些现代物理基础理论都没有使用到力的概念<ref>[https://www.sohu.com/a/299187100_348129 现代物理不需要“力”的概念,为什么它还能在教科书中快乐地生存?(转)] ,搜狐,2019-03-05</ref>。根据标准模型,[[ 电磁力]] 、弱核力、[[ 强核力]] ,这三种称为规范力的基础力,可以解释为虚粒子的交换。
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===<center> 牛顿运动定律 相关视频 </center>===
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<center> 牛顿运动三大定律</center>
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<center>{{#iDisplay:i0312bzj3kj|560|390|qq}}</center>
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<center> 必修1 牛顿运动定律 第6讲 用牛顿运动定律解决问题(上) </center>
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<center>{{#iDisplay:d0549ja6a3o|560|390|qq}}</center>
  
 
==参考文献==
 
==参考文献==
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[[Category:332 力學]]

於 2020年2月27日 (四) 16:29 的最新修訂

牛頓運動定律示意圖原圖鏈接來自 搜狐 的圖片

牛頓運動定律英語:Newton's laws of motion)描述施加於物體的外力與物體所呈現出的運動彼此之間的關係。這定律被譽為經典力學的基礎,是英國物理泰斗艾薩克·牛頓所提出的三條運動定律的總稱。這定律的現代版本通常表述為:

  • 第一定律:假若施加於某物體的外力為零,則該物體的運動速度不變(慣性定律)
  • 第二定律:施加於物體的外力等於此物體的質量與加速度的乘積
  • 第三定律:當兩個物體相互作用於對方時,彼此施加於對方的力,其大小相等、方向相反(作用力與反作用力)

牛頓在發表於1687年7月5日的巨著《自然哲學的數學原理》里提出這三條定律[1]。他將先前伽利略·伽利萊克里斯蒂安·惠更斯等等物理大師想出的一些動力學原理整理並發展成為這三條精練簡要的定律。牛頓應用這些定律來分析各種各樣的動力學運動。例如,牛頓應用這些定律與牛頓萬有引力定律來解釋開普勒行星運動定律。

適用範圍

在過去兩百年中,物理學者完成了很多個檢驗核對牛頓運動定律的實驗與觀測,對於一般的狀況,牛頓定律能夠計算出很好的近似結果。牛頓定律、牛頓萬有引力定律、微積分數學方法,這些理論從所未有地對於各種各樣的物理現象給出了一致的定量解釋。

對於某些狀況,牛頓運動定律並不適用,這時候需要更進階的物理理論。超高速或非常強烈重力場的狀況下,我們需要相對論修正和解釋一些天體運動和現象,例如黑洞。在原子尺寸,我們需要量子力學解釋原子的發射光譜等物理現象。但是現代工程學裡,對於一般應用案例,像車輛或飛機的運動,牛頓運動定律已能準確地解釋和計算工程師遇到的問題。所以,牛頓運動定律仍是中學物理科、大學工程和理科學生的必修和基礎部分。

假若要將狹義相對論效應納入考量,則必須修改第二定律。因為當速度接近光速時,物體受到的合外力就不能精確地表示為靜質量與加速度的乘積了。詳盡細節,請參閱條目四維力。第三定律也不適用於狹義相對論,這是因為同時性之相對性無法實現於第三定律。

與守恆定律之間的關係

現代物理學里,動量、角動量、能量的守恆定律比牛頓定律更為基礎,因為這些守恆定律既適用於光波,也適用於物質,既適用於經典物理,也適用於非經典物理。這些守恆定律表明,在一個物理系統里,

  • 動量不能憑空生成或湮滅。
  • 角動量不能憑空生成或湮滅。
  • 能量不能憑空生成或湮滅。

由於力是動量對於時間的導數,與動量守恆的概念相比,力的概念顯得多餘與次要。量子力學、量子電動力學、廣義相對論等等,這些現代物理基礎理論都沒有使用到力的概念[2]。根據標準模型,電磁力、弱核力、強核力,這三種稱為規範力的基礎力,可以解釋為虛粒子的交換。

視頻

牛頓運動定律 相關視頻

牛頓運動三大定律
必修1 牛頓運動定律 第6講 用牛頓運動定律解決問題(上)

參考文獻