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牛顿是怎么发现“牛顿第二定律”的

来源:N       更新时间:2010-8-27
 
证明物体的加速度与物体所受的净力成正比

由于是为了证明物体的加速度与物体所受的净力的关系,所以物体的质量和摩擦力必须保持不变。

在同一的平面上(确保摩擦力相同),并在静止状态,以不同的力量推动质量相同物件,则可观察到:

  • 以较大力量推动的物件,在相同的时间内,移动的距离较长。
  • 以较小力量推动的物件,在相同的时间内,移动的距离较短。

假设:

  • t为时间
  • dl为受较大力量推动的物件的移动距离
  • ds为受较小力量推动的物件的移动距离

因为较大力量推动的物件的移动距离较受小力量推动的远,所以:

dl>ds

因此,得出它们的速率的不等式:

所以,受较大力量推动的物件的速率比受较小力量推动的物件的速率大。

由此,可得它们的加速度的不等式:

简化后,得出:

而距离除以时间的二次方正是加速度。

由此可得出,愈大力量推动的物件,物件的加速率也愈大;愈小力量推动的物件,物件的加速率也愈小。所以两者成正比例。

因此,“物体的加速度与物体所受的净力成正比”是正确的。所以:

  • f=物体所受的净力
  • a=物体的加速度

 

不是发现的是自己计算出来的

定律内容:物体的加速度跟物体所受的合外力f成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。而以物理学的观点来看,牛顿运动第二定律亦可以表述为“物体随时间变化之动量变化率和所受外力之和成正比”。即动量对时间的一阶导数等于外力之和。

公式:f合=ma

 

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