牛頓第二定律和第三定律的公式如下:
牛頓第二定律:
1. 動力學(xué)基本方程之一:F=ma。
2. 力的作用效果之一:產(chǎn)生加速度。
3. 當(dāng)物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動時,不受外力或所受合外力為零。
牛頓第三定律:
1. 兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。
2. 產(chǎn)生條件:兩個物體直接接觸且有一對相互作用力存在。
3. 作用效果:使物體產(chǎn)生形變;產(chǎn)生相互作用的推、拉、提、壓、吸引、排斥等作用力。
因此,牛頓第二定律和第三定律的關(guān)系可以表示為:對于一個給定的物體,當(dāng)它受到外力作用時,會產(chǎn)生與其質(zhì)量成正比的加速度;同時,由于牛頓第三定律,這個物體也會給外界施加與其自身受力大小相等、方向相反的反作用力。
例題:
問題:一個質(zhì)量為5kg的物體在水平地面上受到一個大小為20N的水平外力,求物體加速度的大小和方向。
解:根據(jù)牛頓第二定律,物體的加速度為:
F合 = ma
其中,F(xiàn)合為物體所受的合力,a為物體的加速度。
在這個問題中,物體所受的合力為F = F外 - F阻 = 20N - F阻。由于物體在水平地面上運(yùn)動,所以物體受到的阻力為F阻 = 摩擦力 = 滑動摩擦力 = μmg,其中μ為摩擦系數(shù),m為物體質(zhì)量。
將F阻的值代入上式,得到:
F合 = 20N - μmg = 20N - μ × 5kg × 9.8m/s2 = m/s2
解得:a = 4m/s2
因此,物體的加速度大小為4m/s2,方向與外力方向相同。
這個例子中使用了牛頓第二定律公式F合 = ma,其中F合表示物體所受的合力,a表示物體的加速度。通過求解合力與加速度的關(guān)系,可以得出物體的運(yùn)動狀態(tài)。