牛頓三定律用三個(gè)來(lái)解釋大到宇宙、小到落下的蘋果的運(yùn)動(dòng)定律。 它是人類400年來(lái)探索物質(zhì)世界最杰出的認(rèn)識(shí)之一。 慣性定律說(shuō)，物體始終保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止，直到物體的狀態(tài)因外力而改變。 這種變化通過(guò) F=ma 來(lái)衡量。 力是物體運(yùn)動(dòng)的原因，產(chǎn)生的加速度也是由力引起的。 效果，大小與物體的質(zhì)量成正比。
如果我們回到牛頓發(fā)現(xiàn)這個(gè)公式的時(shí)代，如何用F=ma來(lái)衡量力的大小，即如何確定m和a的大小。 首先我們來(lái)看看如何測(cè)量加速度a。 （想一想）根據(jù)定義，加速度是速度的變化。 理論上我們可以使用秒表和刻度尺來(lái)測(cè)量加速度（它只是加速度的近似值）。 那么質(zhì)量是如何衡量的呢？ 有人說(shuō)他們使用彈簧秤，這很接近，但并不完全正確。 因?yàn)閺椈沙雍饬康氖俏矬w在地球引力作用下的作用，mg（這里有一個(gè)隱含的假設(shè)，即引力質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)質(zhì)量相同。愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論是基于假設(shè)基本重力質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)質(zhì)量相同，但是在沒(méi)有重力的情況下可以測(cè)量嗎？）可以通過(guò)以下方式測(cè)量：我們可以先定義一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物體為1公斤，連接一個(gè)水平彈簧，使用用同樣的力使1公斤物體彈簧伸長(zhǎng)一段距離，然后換另一個(gè)物體用同樣的力觀察伸長(zhǎng)的距離。 我們知道彈簧的拉力為F=-Kx（彈性系數(shù)乘以變化量），我們可以用這個(gè)公式與F=ma結(jié)合起來(lái)。 我們知道F=-Kx1=m1a=Kx2=m2a，因此得到m1/m2=x1/x2，因此可以通過(guò)彈簧伸長(zhǎng)量和標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量來(lái)標(biāo)定物質(zhì)的質(zhì)量。
將上面的關(guān)系展開(kāi)，我們可以看到，在上面的彈簧系統(tǒng)中-Kx=ma=mdx^2/dt，因?yàn)閍=dx^2/dt，所以這個(gè)關(guān)系也可以用二階微分方程來(lái)表達(dá)。 什么函數(shù) 導(dǎo)數(shù)等于其自身呢？ 指數(shù)函數(shù)，三角函數(shù)，這里我們可以用余弦函數(shù)x=Acos(t)來(lái)近似，A是彈簧釋放前的初始狀態(tài)，因?yàn)楫?dāng)t=0時(shí)，cos(t)=1，那么運(yùn)動(dòng)曲線彈簧在理想狀態(tài)下的應(yīng)該是一條余弦曲線，但實(shí)際上我們看到的是一條振幅不斷衰減的周期曲線，說(shuō)明存在著一個(gè)抵消彈簧拉力（阻尼）的力。 這個(gè)力量是什么？ 摩擦！ ！ 摩擦就這樣誕生了，中學(xué)做斜面受力分析時(shí)斜面推導(dǎo)公式，那個(gè)煩人的摩擦一直讓我困惑，老師講了七遍也解釋不清楚。 可以看出，通過(guò)F=ma斜面推導(dǎo)公式，推導(dǎo)出彈簧的運(yùn)動(dòng)方程、摩擦力，當(dāng)然還有向心力等（有離心力嗎？哈哈哈哈）。 了解這些效應(yīng)和物理量，我們就可以描述和解釋世界上的各種運(yùn)動(dòng)。
F=ma 和 E=mc^2 非常相似嗎？ 它們都是物理的基本定律。 從牛頓三定律出發(fā)，我們可以推導(dǎo)出經(jīng)典物理的許多定理和定律。 重要的不是公式物理資源網(wǎng)，而是公式所包含的內(nèi)容。 深刻的思想，就像歐幾里得幾何一樣，是建立在幾公里的共立基礎(chǔ)上的，這是非常低級(jí)的法則。
當(dāng)然，有時(shí)候慣性定律并不成立！ 一般來(lái)說(shuō)，這只適用于慣性系（靜止或均勻參考系）。 對(duì)于非慣性系則不然。 例如，如果一架飛機(jī)在加速起飛時(shí)掉落了一個(gè)物體，那么該物體就會(huì)向相反的方向（相反的方向）移動(dòng)。 從飛機(jī)上觀察，物體不受外力影響），其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在不受外力影響的情況下發(fā)生變化。 加速起飛的飛機(jī)是非慣性系統(tǒng)。 因此，任何定理都有一個(gè)前提，使用時(shí)必須清楚地了解條件。 對(duì)人來(lái)說(shuō)也是如此。 別人的成功經(jīng)驗(yàn)不一定對(duì)你有效，除非你們處在同一參照系中。
