牛頓公式表示為以下三種形式:
1. F = ma,這是牛頓的第一運(yùn)動(dòng)定律,即慣性定律的表達(dá)式。其中,F(xiàn)代表物體受到的力,m代表物體的質(zhì)量,a代表物體的加速度。
2. F = kx,這是牛頓第二定律的表達(dá)式,其中,F(xiàn)代表力,k代表彈簧的勁度系數(shù),x代表彈簧的形變量。
3. F = qv,這是牛頓第三定律的表達(dá)式,其中,F(xiàn)代表作用力,q代表電荷量,v代表電荷的速度。
以上就是牛頓公式的三種常見(jiàn)形式。
問(wèn)題:一個(gè)物體在水平地面上受到一個(gè)恒定的水平推力F作用,在時(shí)間間隔[t1, t2]內(nèi)從靜止開(kāi)始移動(dòng)了距離x。為了求出推力F的大小,我們可以使用牛頓公式。
已知條件:
物體質(zhì)量為m
推力F
物體在時(shí)間[t1, t2]內(nèi)的加速度為a = F / m
物體在時(shí)間[t1, t2]內(nèi)移動(dòng)的距離為x
物體在時(shí)間t1時(shí)刻的速度為v1 = 0
物體在時(shí)間t2時(shí)刻的速度為v2
F = ma
為了求解F,我們需要知道物體的速度變化量Δv = v2 - v1 = v2。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,我們有:
x = ∫(vdt) = ∫(v2 - v1)dt
將上述兩個(gè)公式代入牛頓第二定律的方程中,我們可以得到:
F = (v2 - v1) m / t = (v2 t - v1 t) m / (t2 - t1)
為了簡(jiǎn)化方程,我們假設(shè)t1和t2相等(即物體在短時(shí)間內(nèi)保持靜止),那么方程變?yōu)椋?span style="display:none">leQ物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
F = (v2 m) / (t2)
現(xiàn)在我們可以將已知條件代入方程中求解F的大小。已知物體在時(shí)間t2時(shí)刻的速度為v2 = F / m,并且物體在時(shí)間[t1, t2]內(nèi)移動(dòng)的距離為x = F^2 / (2m)。將這些條件代入方程中,我們得到:
F = sqrt(2m x)