뉴턴의 제2운동법칙
뉴턴의 제2운동법칙
1. 법칙 내용: 물체의 가속도는 물체에 가해지는 순 외력 F에 정비례하고 물체의 질량에 반비례합니다. 가속도의 방향은 순 외력의 방향과 같습니다.<피> 2. 공식: F=ma
뉴턴의 원래 공식: F=Δ(mv)/Δt(뉴턴의 "자연 철학의 수학적 원리" 참조) 즉, 작용력은 변화율에 비례합니다. 물체의 운동량. 상대성 이론에서는 속도에 따라 질량이 변하기 때문에 F=ma는 참이 아니지만 F=Δ(mv)/Δt는 여전히 사용됩니다.
3. 몇 가지 설명:
(1) 뉴턴의 제2법칙은 힘의 순간 작용 법칙입니다. 힘과 가속도는 동시에 생성되고, 변경되고, 사라집니다.
(2) F=ma 벡터방정식으로 이를 적용할 때에는 양의 방향을 지정하여야 하며, 양의 방향과 동일한 힘이나 가속도는 양의 값을 가지며, 그 반대의 경우에는 일반적으로 음의 값을 취한다. 가속도는 양의 방향으로 간주됩니다.
(3) 힘의 독립 작용 원리에 따라 뉴턴의 제2법칙을 사용하여 평면에서 움직이는 물체의 문제를 처리할 때 물체에 작용하는 힘은 다음과 같습니다. 물체는 직각으로 분해될 수 있으며 뉴턴의 제2법칙은 서로 수직인 두 방향으로 적용될 수 있습니다. 구성 요소 형태: Fx=max, Fy=may 계열의 방정식.
4. 뉴턴 제2법칙의 6가지 속성:< /p>
(1) 인과성: 힘은 가속도를 낳는다 이유.
(2) 벡터성: 힘과 가속도는 벡터이며, 물체의 가속도 방향은 결합된 외부 힘의 방향에 따라 결정됩니다. 뉴턴의 제2법칙 ∑F=ma의 수학적 표현에서 등호는 왼쪽과 오른쪽의 값이 같다는 뜻일 뿐만 아니라 방향이 일정하다는 뜻이기도 하다. 즉, 물체의 가속도 방향은 결과적인 외력의 방향과 동일합니다.
(3) 순간성: 물체(질량이 일정한)에 가해지는 외력이 갑자기 변할 때 , 힘에 의해 결정되는 가속도의 크기와 방향도 동시에 급격하게 변하므로 순 외력이 0이면 가속도는 동시에 0이 되고 가속도와 순 외력은 1을 유지합니다. -대일 대응 법칙은 순간 대응 법칙으로, 힘의 순간적인 효과를 나타냅니다.
(4) 상대성: 이 좌표계에는 좌표계가 있습니다. 힘이 없으면 물체는 균일한 직선 운동 또는 정지 상태를 유지합니다. 이러한 좌표계를 관성 기준 시스템이라고 하며, 정지해 있거나 지면에 대해 일정한 속도로 직선으로 움직이는 물체로 간주할 수 있습니다. 뉴턴의 법칙은 관성 기준 시스템에서만 적용됩니다.
( 5) 독립성: 물체에 작용하는 각 힘은 독립적으로 가속도를 생성할 수 있습니다. 결합된 외부 힘에 의해 생성된 가속도와 같습니다.
(6) 항등식: F는 동일한 물체의 특정 상태에 해당합니다.
[이 단락 편집] 적용 범위 뉴턴 제2법칙
1. 물체의 운동선을 살펴보면 물체와 비교할 수 있다. 드브로이의 파장과 비교하면 불확정성 원리가 만료되었거나 수정이 필요하다. 힐베르트 공간의 상태 벡터 개념을 사용하여 위치와 운동량(또는 속도)의 개념을 대체하여 물체의 상태를 설명하고, 슈뢰딩거 방정식을 사용하여 뉴턴의 동적 방정식을 대체합니다(즉, 뉴턴의 특정 제2법칙을 포함함).
위치와 운동량 대신 상태 벡터를 사용하는 이유는 불확정성 원리로 인해 위치와 운동량의 정확한 정보를 동시에 알 수는 없지만, 위치와 운동량을 안다 운동량의 확률분포와 불확정성 원리는 둘의 확률분포 사이에 일정한 관계가 있기 때문에 측정 정확도를 제한합니다.
2. 뉴턴의 동역학 방정식은 로렌츠 공변량이 아니기 때문에, 따라서 특수상대성이론과 양립할 수 없으므로 물체가 고속으로 움직일 때에는 힘, 속도, 기타 역학적 변수의 정의를 수정하여 동역학 방정식을 만들 필요가 있다.
로렌츠 공분산의 요구 사항을 충족할 수 있으므로 속도가 빛의 속도에 가까워짐에 따라 물리적 예측도 고전 역학과 달라집니다.
하지만 여전히 '관성'을 도입하여 뉴턴의 식을 표현할 수 있습니다. 제2법칙 비관성 시스템에 사용됩니다.
예: 가속도가 F인 지면을 기준으로 직선으로 움직이는 캐리지가 있는 경우 캐리지에 대한 가속도는 a'입니다. , 그리고 캐리지를 기준틀로 삼으면 뉴턴의 운동 법칙이 성립하지 않는다는 것이 명백합니다. 즉,
F=ma'는 성립하지 않습니다
기준 프레임으로 취하면 다음을 얻을 수 있습니다.
F=ma 대 지면
공식에서 대 지면은 상대성 이론에 따른 공의 가속도입니다. 운동의 경우 a 대 ground地=a a'임을 알 수 있습니다.
이 공식을 위 공식에 대입하면
F=m(a a')=ma ma가 됩니다. '
그러면 F(-ma)=ma'가 됩니다.
따라서 이때 관성력이라고 하는 Fo=-ma가 도입되면 F Fo=ma가 됩니다. '
이는 비관성계에서 사용되는 뉴턴의 제2법칙의 표현형식이다.
따라서 비관성계에서 뉴턴의 제2법칙을 적용할 때에는 실수계 외에 및 외력의 경우 관성력 Fo=-ma도 도입되어야 하며 그 방향 관성계(지면)에 대한 비관성계의 가속도 a의 방향은 반대이고 그 크기는 연구 중인 물체의 질량에 a를 곱한 것입니다.
참고:
물체의 질량이 m일 때 - 일정한 간격으로 물체에 작용하는 외력 F는 잘못된 것입니다. 는 물체의 가속도 a에 비례합니다. 왜냐하면 합력이 가속도를 결정하기 때문입니다. 그러나 물체의 질량 m이 일정할 때 물체의 가속도 a는 물체에 작용하는 합력 외력 F에 비례합니다. 정비례합니다.
문제 해결 능력:
문제 해결을 위해 뉴턴의 제2법칙을 적용할 때 먼저 힘의 상황과 영화를 분석하고 다양한 방향을 나열합니다(보통 직교 분해) 힘 방정식과 운동 방정식.
동시에 질문에서 기하학적 제약 조건(예: 로프를 따른 등속력 등)을 찾아 제약 방정식을 나열합니다. 물체의 움직임을 얻으려면 방정식을 배우고 질문에 따라 적분하여 변위, 속도 등을 구하세요.