牛頓三定律是指牛頓提出的三個(gè)物理定律,它們是牛頓力學(xué)的基石,以下是它們的內(nèi)涵:
1. 牛頓第一定律,又稱慣性定律,指出每一個(gè)物體都保持其勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。這說明了力的基本性質(zhì),即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。
2. 牛頓第二定律,指出每一個(gè)物體都受到力學(xué)作用,其大小等于物體質(zhì)量乘上加速度,作用力的方向與該物體加速度的方向相同。這定律說明了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,以及力如何改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
3. 牛頓第三定律,指出兩個(gè)物體間的作用總是等價(jià)的,彼此互相制約。每一個(gè)物體都對(duì)與之接觸的物體產(chǎn)生作用力,而這些作用力的大小相等,方向相反,彼此平衡。這定律說明了物體之間的相互作用力。
這三個(gè)定律共同構(gòu)成了牛頓力學(xué)的體系,是物理學(xué)和工程學(xué)中的基礎(chǔ)理論。
題目:一個(gè)質(zhì)量為5kg的物體在水平地面上受到一個(gè)大小為20N的水平拉力,物體與地面間的摩擦因數(shù)為0.2,求物體的加速度。
解析:
1. 牛頓第二定律:物體的加速度與施加在物體上的合外力成正比,與物體的質(zhì)量成反比。
2. 摩擦力:物體在摩擦力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),摩擦力的大小取決于物體所受的重力和摩擦因數(shù)。
F - f = ma
其中,F(xiàn)為拉力,f為摩擦力,m為物體質(zhì)量,a為物體加速度。
代入已知量,可得:
20 - 0.2 × 5 × 9.8 = 5a
解得:a = 2m/s2
所以,物體的加速度為2m/s2。