牛頓三大定律是指牛頓在力學中提出的三個基本定律,分別是:
1. 第一定律,慣性定律:每個物體都將保持其勻速直線運動或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止。這一定律揭示了慣性的概念,闡明了力和運動的關系。
2. 第二定律,作用與反作用定律:每一個作用力都會有一個相等的、反向的反作用力。這一定律既適用于宏觀物體,也適用于微觀粒子。
3. 第三定律,牛頓第三運動定律:每一個作用在一個物體上的力將產生一個大小相等但方向相反的力作用于那個物體上的另一個物體上。這一定律說明了物體之間的相互作用力遵循等大反向、共線、同時變化和作用在同一個物體上的原則。
以上就是牛頓三大定律的內容。這些定律構成了經典力學的基礎,是艾薩克·牛頓在17世紀對物理學和運動學研究所取得的重大成果。
例題:一個質量為5kg的物體在水平地面上以2m/s的速度做勻速直線運動,受到的滑動摩擦力為20N。現在該物體以3m/s的速度在原來的水平地面上做勻速直線運動,求物體與地面間的動摩擦因數。
解析:
物體在水平地面上做勻速直線運動時,水平方向上受到的滑動摩擦力和拉力是一對平衡力,根據二力平衡條件求出滑動摩擦力的大小;
物體在滑動摩擦力作用下做勻速直線運動時,豎直方向上受到的重力和支持力是一對平衡力,根據二力平衡條件求出支持力的大小;
根據$f = \mu F_{N}$求出動摩擦因數。
解:物體在水平地面上做勻速直線運動時,水平方向上受到的滑動摩擦力和拉力是一對平衡力,則$f = F = 20N$;
物體在滑動摩擦力作用下做勻速直線運動時,豎直方向上受到的重力和支持力是一對平衡力,則$F_{支} = mg = 5kg \times 9.8N/kg = 49N$;
因為$f = \mu F_{N}$,所以$\mu = \frac{f}{F_{支}} = \frac{20N}{49N} \approx 0.41$。
答:物體與地面間的動摩擦因數為$0.41$。