牛頓定律公式推導(dǎo)有以下幾種:
1. 第一定律:F=ma。這個(gè)公式是由牛頓第二定律(F=ma)推出的。牛頓第二定律是牛頓第一定律的具體化,因?yàn)榕nD第一定律表達(dá)了物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),而牛頓第二定律則表達(dá)了力與物體加速度之間的具體關(guān)系。
2. 第二定律:F=ma,其中F是物體所受的合力,m是物體的質(zhì)量,a是物體的加速度。這個(gè)公式表明物體加速度的大小與作用力成正比,與物體的質(zhì)量成反比。
此外,牛頓定律還有其他的推導(dǎo)公式和方法,例如萬有引力定律和運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合可以推導(dǎo)出開普勒第三定律(即行星運(yùn)動(dòng)的周期和軌道半徑的平方之比與其質(zhì)量之三次方成正比)。牛頓運(yùn)動(dòng)定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ),也是物理學(xué)和工程學(xué)中的重要理論。
需要注意的是,這些推導(dǎo)公式和方法是在牛頓時(shí)代的技術(shù)和實(shí)驗(yàn)條件下得出的,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人們對(duì)物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)和理解也在不斷深化和擴(kuò)展。
2. 根據(jù)加速度的定義a=Δv/Δt得 Δv=at。
3. 由動(dòng)量定理得 FΔt=Δp,其中Δp=mv。
4. 所以物體的加速度跟物體所受合外力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比。
所以,F(xiàn)=ma是一個(gè)矢量方程,是牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表示。
例題:
質(zhì)量為5kg的物體受到幾個(gè)共點(diǎn)力的作用處于靜止?fàn)顟B(tài),若從靜止開始,以2m/s^2的加速度在斜向上的恒力作用下沿水平桌面運(yùn)動(dòng),則物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多少?
解:物體受到重力、拉力F和摩擦力三個(gè)力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài),則有:$F_{合} = 0$。
根據(jù)牛頓第二定律得:$F - mg\sin\theta - \mu_{f}g\cos\theta = 0$,其中$\theta$為斜面傾角,方向沿斜面向下。
又因?yàn)?F = ma$,所以有:$ma - mg\sin\theta - \mu_{f}g\cos\theta = ma - mg\sin\theta - \mu_{f}mg\cos\theta = ma - mg\sin\theta(1 - \mu_{f})$。
代入數(shù)據(jù)解得:$\mu_{f} = 0.4$。
所以物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為$0.4$。