Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật

Lực học định luật
Thu tàng
0Hữu dụng +1
0
Đồng nghĩa từNgưu đốn đệ nhị định luật( ngưu đốn đệ nhị định luật ) nhất bàn chỉ ngưu đốn đệ nhị vận động định luật
Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật (Newton's Second Law of Motion-Force and Acceleration) đích thường kiến biểu thuật thị: Vật thểGia tốc độĐích đại tiểu cân tác dụng lực thành chính bỉ, cân vật thể đích chất lượng thành phản bỉ, thả dữ vật thể chất lượng đích đảo sổ thành chính bỉ; gia tốc độ đích phương hướng cân tác dụng lực đích phương hướng tương đồng. Cai định luật thị doNgải tát khắc · ngưu đốnTại 1687 niên vu 《Tự nhiên triết học đích sổ học nguyên lý》 nhất thư trung đề xuất đích. Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật hòa đệ nhất, đệ tam định luật cộng đồng tổ thành liễuNgưu đốn vận động định luật,Xiển thuật liễuKinh điển lực họcTrung cơ bổn đích vận động quy luật.
Trung văn danh
Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật
Ngoại văn danh
Newton's Second Law of Motion-Force and Acceleration
Biệt danh
Ngưu đốn đệ nhị định luật
Biểu đạt thức
∑F=ma
Đề xuất giả
Ngải tát khắc · ngưu đốn
Đề xuất thời gian
1687 niên
Thích dụng lĩnh vực
Lực học
Ứng dụng học khoa
Vật lý học
Ký tái trứ tác
《 tự nhiên triết học đích sổ học nguyên lý 》

Định luật định nghĩa

Bá báo
Biên tập
Ngưu đốn tại 《Tự nhiên triết học đích sổ học nguyên lý》 phát biểu đíchNguyên thủy biểu thuật:
Động lượngVi
Đích chất điểm, tại ngoại lực
Đích tác dụng hạ, kỳ động lượng tùy thời gian đích biến hóa suất đồng cai chất điểm sở thụ đích ngoại lực thành chính bỉ, tịnh dữ ngoại lực đích phương hướng tương đồng; dụng công thức biểu đạt vi:
.[1]
Thường kiến biểu thuật:
Vật thể gia tốc độ đích đại tiểu dữ hợp ngoại lực thành chính bỉ, dữ vật thể chất lượng thành phản bỉ ( dữ vật thể chất lượng đích đảo sổ thành chính bỉ ). Gia tốc độ đích phương hướng dữ hợp ngoại lực đích phương hướng tương đồng. Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật khả dĩ dụng bỉ lệ thức lai biểu kỳ, tức
Hoặc
;Dã khả dĩ dụng đẳng thức lai biểu kỳ, tức ∑F=kma, kỳ trung k thịBỉ lệ hệ sổ;Chỉ hữu đương F dĩ ngưu đốn, m dĩ thiên khắc, a dĩ m/s² vi đan vị thời, ∑F=ma thành lập.[2]

Định luật đặc điểm

Bá báo
Biên tập
Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật hữu ngũ cá đặc điểm:
Thuấn thời tính:Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật thị lực đích thuấn thời tác dụng hiệu quả, gia tốc độ hòa lực đồng thời sản sinh, đồng thời biến hóa, đồng thời tiêu thất.
Thỉ lượng tính:
Thị nhất cá thỉ lượng biểu đạt thức, gia tốc độ hòa hợp lực đích phương hướng thủy chung bảo trì nhất trí.
Độc lập tính:Vật thể thụ kỉ cá ngoại lực tác dụng, tại nhất cá ngoại lực tác dụng hạ sản sinh đích gia tốc độ chỉ dữ thử ngoại lực hữu quan, dữ kỳ tha lực vô quan, các cá lực sản sinh đích gia tốc độ đích thỉ lượng hòa đẳng vu hợp ngoại lực sản sinh đíchGia tốc độ,Hợp gia tốc độ hòa hợp ngoại lực hữu quan.
Nhân quả tính:Lực thị sản sinh gia tốc độ đích nguyên nhân, gia tốc độ thị lực đích tác dụng hiệu quả. Cố lực thị cải biến vật thể vận động trạng thái đích nguyên nhân.
Đẳng trị bất đẳng chất tính:Tuy nhiên
,Đãn
Bất thị lực, nhi thị phản ánh vật thể trạng thái biến hóa tình huống đích; tuy nhiên
,Cận cận thị
Độ lượng vật thể chất lượng đại tiểu đích phương pháp, m dữ
Hoặc
Vô quan.[3-4]

Thật nghiệm nghiệm chứng

Bá báo
Biên tập
Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật thật nghiệm thị vật lý trung đích nhất cá ngận cơ sở, tất yếu đíchNghiệm chứng tính thật nghiệm,Thiệp cập đáo kiểm nghiệm nhất cá vật lý định luật hoặc quy luật đích cơ bổn đồ kính hòa phương pháp, nhân thử đối vu kỳ thật nghiệm tinh độ vãng vãng hữu đặc thù đích yếu cầu.[5-7]
Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật nghiệm chứng thật nghiệm, tựu thị trắc lượng tại bất đồng đích
Tác dụng hạ vận động hệ thống đích gia tốc độ
,Tịnh kiểm nghiệm nhị giả chi gian thị phủ phù hợp thượng thuật quan hệ.[8-9]
Lợi dụng hiện đại đích thật nghiệm giáo học thiết thi cải tiến hòa bổ sung nguyên lai đích thật nghiệm thủ đoạn, canh năng thể hiện xuất vật lý học đích khoa học tố dưỡng hòa khoa học thái độ.[10]
Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật chủ yếu đích thật nghiệm nghiệm chứng phương pháp
Thật nghiệm nghiệm chứng phương pháp
Đồ kỳ
Dụng đả điểm kế thời khí pháp nghiệm chứng:
Nghiên cứu hệ thống đích gia tốc độ dữ hệ thống đích chất lượng hòa lạp lực gian đích quan hệ thời, tươngĐả điểm kế thời khíCố định tại mộc bản đích nhất đoan, bả kiếp mã hòa tiểu xa xuyên tại tế tuyến đích lưỡng đoan, tế tuyến khóa quá hoạt luân, kiếp mã đích trọng lượng tác vi lạp lực, nhượng tha trứ chỉ đái đích tiểu xa tại bình trực đích bình diện thượng vận động, tắc tiểu xa cập kỳ thượng đích kiếp mã, tuyến đích lánh nhất đoan xuyên trứ đích câu mã tổ thành nhất cá vận động hệ thống.
Mỗi thứ thật nghiệm quân tu tại chỉ đái thượng chú minh lạp lực hòa hệ thống đích chất lượng.
Vi liễu để tiêu ma sát lực, thông thường thải thủ dĩ hạ lưỡng chủng phương pháp: Khuynh tà hoạt động pháp, thủy bình lạp tuyến pháp.[11]
Khuynh tà hoạt động pháp hòa thủy bình lạp tuyến pháp[11]
Tại khí điếm đạo quỹ thượng nghiệm chứng:
TươngKhí điếm đạo quỹĐiều bình hậu ( do vu đạo quỹ đô tồn tại nhất định đích loan khúc, hoạt khối dữ đạo quỹ gian tồn tại trở lực, sở dĩ điều bình tại thật nghiệm trung nhất bàn dụng hoạt khối thông quá lưỡng cá quang điện môn thời đích tốc độ tương đẳng lai hành lượng ), trắc xuấtNiêm tính trở niThường sổ b.
Vi liễu tu chính niêm trệ tính ma sát trở lực đích tồn tại sở dẫn khởi đích tốc độ tổn thất, tất tu giải quyết niêm trệ tính trở ni thường sổ đích trắc định vấn đề. Kỳ phương pháp chủ yếu hữu dĩ hạ lưỡng chủng: Khuynh tà đạo quỹ pháp, chấn động pháp.[11]
Khuynh tà đạo quỹ pháp[11]
Dụng phi tuyến tính hồi quy pháp nghiệm chứng:
Tại khí điếm đạo quỹ thượng nghiệm chứng định luật ảnh hưởng trắc lượng đích chủ yếu nhân tố thị không khí trở lực, thông quá tu chính khả tương ảnh hưởng giảm tiểu đáo khả hốt lược đích trình độ. Đãn thường thải dụng đíchNhất nguyên tuyến tính hồi quy pháp,Bất túc dĩ thuyết minh chỉnh cá hồi quy phương trình đích hảo phôi;Nhị nguyên tuyến tính hồi quyPháp dã đồng dạng tồn tại nhất định đích vấn đề.
Dụng phi tuyến tính hồi quy pháp nghiệm chứng định luật, thủ tiên đối chất điểm vận động đích động lực học mô hình tiến hành tuyến tính hóa xử lý, đắc đáo mô hình đích tham sổ tuyến tính cổ kế trị, tịnh dĩ kỳ tác vi phi tuyến tính mô hình đích sơ trị đối động lực học mô hình tiến hành phi tuyến tính hồi quy phân tích. Phi tuyến tính hồi quy pháp nghiệm chứng liễu định luật đích chính xác tính, cải tiến liễu nghiệm chứng định luật đích truyện thống thật nghiệm phương pháp, cụ hữu nhất định đích ứng dụng hòa thôi quảng giới trị.[12-13]
Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật phi tuyến tính nghĩ hợp đồ[13]
Thử ngoại, nghiệm chứng ngưu đốn đệ nhị vận động định luật hoàn hữu cơ vuLabVIEWĐích giáo học bình đài, cơ vu vô tuyến mô khối hòaVisual BasicĐích phảng chân diễn kỳ thật nghiệm thiết kế, cơ vu quang điện truyện cảm khí đích thật nghiệm trang trí.[14-16]

Thích dụng phạm vi

Bá báo
Biên tập
Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật chỉ thích dụng vuChất điểm.ĐốiChất điểm hệ,Dụng ngưu đốn đệ nhị vận động định luật thời nhất bàn thải dụngCách ly pháp,Hoặc giả thải dụng chất điểm hệ ngưu đốn đệ nhị định luật.[3][17]
Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật chỉ thích dụng vuQuán tính tham khảo hệ.Quán tính tham khảo hệ thị chỉ ngưu đốn vận động định luật thành lập đích tham khảo hệ, tại phi quán tính tham khảo hệ trung ngưu đốn đệ nhị vận động định luật bất thích dụng. Đãn thị, thông quá quán tính lực đích dẫn nhập. Khả dĩ sử ngưu đốn đệ nhị vận động định luật đích biểu kỳ hình thức tạiPhi quán tính hệTrung sử dụng.[3]
Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật chỉ thích dụngHoành quanVấn đề.Giải quyếtVi quanVấn đề tất tu sử dụngLượng tử lực học.Đương khảo sát vật thể đích vận động tuyến độ khả dĩ hòa cai vật thể đíchĐức bố la ý baTương bỉ nghĩ thời, do vu lạp tử vận độngBất xác định tínhQuan hệ thức ( tức vô pháp đồng thời chuẩn xác trắc định lạp tử vận động đích phương hướng dữ tốc độ ), vật thể đích động lượng hòa vị trí dĩ kinh thị bất năng đồng thời chuẩn xác hoạch tri đích lượng liễu, nhân nhi ngưu đốn động lực học phương trình khuyết thiếu chuẩn xác đích sơ thủy điều kiện vô pháp cầu giải. Dã tựu thị thuyết kinh điển đích miêu thuật phương pháp do vu lạp tử vận động bất xác định tính quan hệ thức dĩ kinh thất hiệu hoặc giả nhu yếu tu cải. Lượng tử lực học dụngHi nhĩ bá đặc không gianTrung đích thái thỉ khái niệm đại thế vị trí hòa động lượng ( hoặc tốc độ ) đích khái niệm ( tứcBa hàm sổ) lai miêu thuật vật thể đích trạng thái, dụngTiết định ngạc phương trìnhĐại thế ngưu đốn động lực học phương trình ( tức hàm hữu lực tràng cụ thể hình thức đích ngưu đốn đệ nhị vận động định luật ). Dụng thái thỉ đại thế vị trí hòa động lượng đích nguyên nhân thị do vuTrắc bất chuẩn nguyên lýNgã môn vô pháp đồng thời tri đạo vị trí hòa động lượng đích chuẩn xác tín tức, đãn thị ngã môn khả dĩ tri đạo vị trí hòa động lượng đích khái suất phân bố, trắc bất chuẩn nguyên lý đối trắc lượng tinh độ đích hạn chế tựu tại vu lưỡng giả đích khái suất phân bố thượng hữu nhất cá xác định đích quan hệ.[3][18-19]
Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật chỉ thích dụngĐê tốc vấn đề.Giải quyết cao tốc vấn đề tất tu sử dụng tương đối luận. Do vu ngưu đốn động lực học phương trình bất thị lạc luân tư hiệp biến đích, nhân nhi bất năng hòaHiệp nghĩa tương đối luậnTương dung, nhân thử đương vật thể tố cao tốc di động thời nhu yếu tu cải lực, tốc độ đẳng lực học biến lượng đích định nghĩa, sử động lực học phương trình năng cú mãn túc lạc luân tư hiệp biến đích yếu cầu, tại vật lý dự ngôn thượng dã hội tùy tốc độ tiếp cận quang tốc nhi dữ kinh điển lực học hữu bất đồng.[3][20-21]

Phát triển giản sử

Bá báo
Biên tập
1662 niên,Già lợi lược · già lợi lôiChỉ xuất “Dĩ nhậm hà tốc độ vận động trứ đích vật thể, chỉ yếu trừ khứ gia tốc hoặc giảm tốc đích ngoại nhân, thử tốc độ tựu khả dĩ bảo trì bất biến.”Lặc nội · địch tạp nhĩDã nhận vi, tại một hữu ngoại gia tác dụng thời, lạp tử hoặc giả quân tốc vận động, hoặc giả tĩnh chỉ.[22]
Ngải tát khắc · ngưu đốnBả giá nhất giả định tác vi ngưu đốn đệ nhất vận động định luật, tịnh tương già lợi lược đích tư tưởng tiến nhất bộ thôi quảng đáo hữu lực tác dụng đích tràng hợp, đề xuất liễu ngưu đốn đệ nhị vận động định luật.[22]
1684 niên 8 nguyệt khởi, tạiAi đức mông đa · cáp lôiĐích khuyến thuyết hạ, ngưu đốn khai thủy tả tác 《Tự nhiên triết học đích sổ học nguyên lý》, hệ thống địa chỉnh lý thủ cảo, trọng tân khảo lự bộ phân vấn đề. 1685 niên 11 nguyệt, hình thành liễu lưỡng quyển chuyên trứ. 1687 niên 7 nguyệt 5 nhật, 《 nguyên lý 》 sử dụng lạp đinh văn xuất bản. 《 nguyên lý 》 đích tự luận bộ phân trung đích vận động đích công lý hoặc định luật nhất tiết trung đề xuất liễu ngưu đốn đệ nhị vận động định luật.[23]

Ứng dụng lĩnh vực

Bá báo
Biên tập
Ứng dụng ngưu đốn đệ nhị vận động định luật khả dĩ giải quyết nhất bộ phânĐộng lực học vấn đề.Vấn đề chủ yếu hữu lưỡng loại: Đệ nhất loại vấn đề dĩ tri chất điểm đích chất lượng hòa vận động trạng thái, dĩ tri chất điểm đích tại nhậm ý thời khắc đích vị trí tức vận động phương trình hoặc tốc độ biểu đạt thức hoặc gia tốc độ biểu đạt thức, cầu tác dụng tại vật thể thượng đích lực, nhất bàn thị tương dĩ tri đích vận động phương trình đối thời gian cầu nhị giai đạo sổ hoặc tương tốc độ phương trình đối thời gian cầu nhất giai đạo sổ, cầu xuất gia tốc độ, tái căn cư ngưu đốn đệ nhị định lý cầu xuất vị tri lực; đệ nhị loại vấn đề dĩ tri chất điểm đích chất lượng cập tác dụng tại chất điểm thượng đích lực, cầu chất điểm đích vận động trạng thái, tức cầu vận động phương trình, tốc độ biểu đạt thức hoặc gia tốc độ biểu đạt thức, thông thường thị do ngưu đốn đệ nhị vận động định luật liệt xuất phương trình, cầu xuất vật thể đích gia tốc độ biểu đạt thức, do gia tốc độ hòa sơ thủy điều kiện, định tích phân cầu xuất tốc độ biểu đạt thức, do tốc độ biểu đạt thức hòa sơ thủy điều kiện, định tích phân cầu xuất vận động phương trình.[3]Giải đề phương pháp chủ yếu hữu tứ chủng: Lâm giới điều kiện pháp,Chính giao phân giải pháp,Hợp thành pháp, trình tự pháp.[24]
Vận dụng ngưu đốn đệ nhị định luật cập đồng nhất trực tuyến thỉ lượng hợp thành phương pháp, căn cư lý tưởng “Bình hành đạo quỹ mô hình” đích vật lý đặc điểm, cơ vu điện từ cảm ứng quy luật, đối điện từ cảm ứng trung đíchĐiện dung phụ tái bình hành đạo quỹ mô hìnhĐích các chủng tình huống tiến hành kế toán, khả kế toán xuất các chủng tình huống hạ đích kim chúc đạo can vận động đích sổ học biểu đạt thức; kết quả dữ thật tiễn vẫn hợp.[25]
Động họaThị nhượng họa diện vận động khởi lai đích ảnh thị nghệ thuật, tức vận động đích họa diện. Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật tại động họa nghệ thuật trung chiêm hữu trọng yếu đích vị trí, thị động họa trung tất bất khả thiếu đích nghiên cứu đối tượng.[26]

Định luật ảnh hưởng

Bá báo
Biên tập
Căn cư ngưu đốn đệ nhị vận động định luật, định nghĩa liễu quốc tế đan vị trung lực đích đan vị ——Ngưu đốn( phù hào N ): Sử chất lượng vi 1kg đích vật thể sản sinh 1m/s² gia tốc độ đích lực, khiếu tố 1N; tức 1N=1kg·m/s².[1]
Ngưu đốn đệ nhị vận động định luật định lượng địa thuyết minh liễu vật thể vận động trạng thái đích biến hóa hòa đối tha tác dụng đích lực chi gian đích quan hệ, hòaNgưu đốn đệ nhất vận động định luật,Ngưu đốn đệ tam vận động định luậtCộng đồng tổ thành liễuNgưu đốn vận động định luật,Thị lực học trung trọng yếu đích định luật, thị nghiên cứuKinh điển lực họcĐích cơ sở xiển thuật liễu kinh điển lực học trung cơ bổn đích vận động quy luật.[22]