牛頓三大定律是指牛頓在力學中提出的三個基本定律,它們是物理學中極其重要基礎概念。以下是牛頓三大定律的表述:
1. 第一定律,也被稱為慣性定律,表述為“物體如果沒有受到外力的作用,將保持靜止狀態或勻速直線運動狀態”。這個定律說明了物體保持原有運動狀態的性質,即慣性。它為理解所有牛頓力學相關的現象提供了基礎。
2. 第二定律,表述為“物體的加速度與作用在物體上的外力成正比,與物體質量成反比”。這個定律說明了力與物體運動狀態改變之間的關系,即力是改變物體運動狀態的原因。
3. 第三定律,表述為“每一個作用力都有一個等大小的反向反作用力”。這一定律揭示了物體之間的相互作用,即牛頓第三定律是牛頓第二定律的必然推論,是物體間在相互作用時產生的必然結果。
這三個定律共同構成了牛頓力學的完整體系,是理解經典力學的基礎。
例題:
一個靜止在水平面上的小球,被一水平方向飛來的子彈擊中并穿透小球,如果子彈進入前小球的速度為$v_{1}$,子彈進入后小球的速度為$v_{2}$,且$v_{2} < v_{1}$。請解釋這個現象。
解釋:
根據牛頓第一定律,物體保持靜止或勻速直線運動狀態,直到受到外力作用為止。在這個例子中,小球在水平面上靜止,沒有受到外力作用。當子彈水平飛來并穿透小球時,小球受到子彈施加的力,導致小球的速度發生變化。由于子彈的速度大于小球的速度,所以小球被加速,速度從$v_{2}$增加到$v_{1}$。因此,這個現象可以用牛頓第一定律來解釋。