牛顿三大力学定律是本书学习的基础,上面分别进行了阐述,为了便于读者领会,小结如下。
牛顿第一定律指出:一切物体在任何情况下,在不受外力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。
物体都有维持静止和做匀速直线运动的趋势,因此物体的运动状态是由它的运动速度决定的,没有外力,它的运动状态是不会改变的。物体保持原有运动状态不变的性质称为惯性。所以牛顿第一定律也称惯性定律。牛顿第一定律也阐明了力的概念,明确了力是物体间的相互作用,指出了是力改变了物体的运动状态。
牛顿第二定律指出:物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同;公式为 F = m a 。其中 m 为质量, a 为加速度。
牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝。力有方向和大小,因此 F = m a 是一个矢量方程,应用时应规定正方向,凡与正方向相同的力或加速度均取正值,反之取负值,一般常取加速度的方向为正方向。
牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力,在同一条直线上,大小相等,方向相反。表达式为 F 1 = -F 2 , F 1 表示作用力, F 2 表示反作用力。
牛顿第三定律指出:要改变一个物体的运动状态,必须有其他物体和它相互作用;物体之间的相互作用是通过力体现的,并且力的作用是相互的,有作用力必有反作用力,它们作用在同一条直线上,大小相等,方向相反。这个定律也叫作用反作用原理,它指出了作用点是继力的大小和方向后的第三个力的要素。作用力与反作用力在同一条直线上,作用点就在这条直线上。
牛顿运动定律是力学中重要的定律,它是研究经典力学的基础。所谓经典力学,就是建立在普通常规速度之内的力学。牛顿运动定律是建立在绝对时空,以及与此相适应的超距作用基础上的。所谓超距作用,是指分离的物体间不需要任何介质,也不需要时间来传递它们之间的相互作用。也就是说,相互作用以无穷大的速度传递。在牛顿的时代,人们了解的相互作用,如万有引力、磁石之间的磁力及相互接触物体之间的作用力,都是沿着相互作用的物体的连线方向,而且相互作用的物体的运动速度都在低速范围内。物理学的深入发展,暴露出牛顿第三定律并不适用于一切相互作用。在电磁力得到深入研究以后,光速、时间等因素都成为电磁力的重要参数,从而出现了一些不能用经典力学解释的物理现象,这样,现代物理就登台唱起了主角,并且使科学又发展到一个新的时代——爱因斯坦时代。