什么是牛頓力學_還記得它的定律嗎
什么是牛頓力學_還記得它的定律嗎
牛頓力學屬于經典力學范疇，是以質點作為研究對象，著眼于力的作用關系，只適用于物體運動的慣性參照系，那么你對牛頓力學了解多少呢?以下是由學習啦小編整理關于什么是牛頓力學的內容，希望大家喜歡!
什么是牛頓力學
牛頓力學(Newtonianmechanics)以牛頓運動定律和萬有引力定律(見萬有引力)為基礎，研究速度遠小于光速的宏觀物體的運動規(guī)律。狹義相對論研究速度能與光速比擬的物體的運動，量子力學研究電子、質子等微觀粒子的運動。從研究的范疇來說，牛頓力學同相對論和量子力學相區(qū)別，牛頓力學是經典力學的組成部分。繼I.牛頓以后，J.-L.拉格朗日和W.R.哈密頓相繼發(fā)展了新的力學體系。牛頓力學所著重的量如力、動量等都具有矢量性質，而且牛頓方程是用矢量形式表達的，故牛頓力學可稱為矢量力學;拉格朗日體系和哈密頓體系所著重的量是系統(tǒng)的能，它具有標量的性質，可以通過力學的變分原理建立系統(tǒng)的動力學方程，故拉格朗日體系和哈密頓體系等可統(tǒng)稱為分析力學。因此，從力學的研究方法和體系來說，牛頓力學同拉格朗日體系和哈密頓體系相區(qū)別;但從經典力學的基本原理來說，拉格朗日方程和哈密頓原理同牛頓定律是等價的。然而，哈密頓原理能應用于較廣泛的物理現象。將拉格朗日體系和哈密頓體系(尤其是后者)應用于物理學和天體力學中廣泛出現的保守系統(tǒng)，有極大的優(yōu)點。例如，這兩個體系的觀點和方法對天體力學的攝動理論和經典統(tǒng)計力學的理論性研究有較大價值。
牛頓力學的由來
牛頓力學( Newton's Mechanics )是以牛頓運動定律為基礎，在17世紀以后發(fā)展起來的。直接以牛頓運動定律為出發(fā)點來研究質點系統(tǒng)的運動，這就是牛頓力學。
艾薩克牛頓爵士試圖使用慣性與力的概念描述所有物體的運動，所以他找尋出它們服從確定的守恒定律。在1687年，牛頓接著出版了他的自然哲學的數學原理論文。在這里牛頓開創(chuàng)了三個運動定律，到了今日還是描述力的方式。
牛頓力學的定律
牛頓第一定律
內容：一切物體在沒有受到力或合力為零的作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。
說明：物體都有維持靜止和作勻速直線運動的趨勢，因此物體的運動狀態(tài)是由它的運動速度決定的，沒有外力，它的運動狀態(tài)是不會改變的。物體的這種性質稱為慣性。所以牛頓第一定律也稱為慣性定律。第一定律也闡明了力的概念。明確了力是物體間的相互作用，指出了是力改變了物體的運動狀態(tài)。因為加速度是描寫物體運動狀態(tài)的變化，所以力是和加速度相聯系的，而不是和速度相聯系的。在日常生活中不注意這點，往往容易產生錯覺。
注意：牛頓第一定律并不是在所有的參照系里都成立，實際上它只在慣性參照系里才成立。因此常常把牛頓第一定律是否成立，作為一個參照系是否慣性參照系的判據。
牛頓第二定律
內容：物體在受到合外力的作用會產生加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小與合外力的大小成正比，與物體的慣性質量成反比。
公式：F=ma，F為合外力
牛頓第二定律定量描述了力作用的效果，定量地量度了物體的慣性大小。它是矢量式，并且是瞬時關系。
要強調的是，物體受到的不為零合外力，會產生加速度，使物體的運動狀態(tài)或速度發(fā)生改變，但是這種改變是和物體本身的運動狀態(tài)有關的。
局限：該定律只適用于宏觀物體的低速運動。
牛頓第三定律
內容：兩個物體之間的作用力和反作用力，在同一條直線上，大小相等，方向相反。
需要注意：
(1)作用力和反作用力是沒有主次、先后之分。同時產生、同時消失。
(2)這一對力是作用在不同物體上，不可能抵消。
(3)作用力和反作用力必須是同一性質的力。
(4)與參照系無關。
經典力學的影響
不難預料，經典力學的巨大成功將對人類社會在各方面將會產生不可估量的影響。
(一)對自然觀念的影響
牛頓經典力學的成就之大使得它得以廣泛傳播，深深地改變了人們的自然觀。人們往往用力學的尺度去衡量一切，用力學的原理去解釋一切自然現象，將一切運動都歸結為機械運動，一切運動的原因都歸結為力，自然界是一架按照力學規(guī)律運動著的機器。這種機械唯物主義自然觀在當時是有進步作用的。由于它把自然界中起作用的原因都歸結為自然界本身規(guī)律的作用，有利于促使科學家去探索自然界的規(guī)律。它能刺激人們運用分析和解剖的方式，從觀察和實驗中取得更多的經驗材料，這對科學的發(fā)展來說也是必要的。但這種思維方式在一定程度上忽視了理論思維的作用，忽視了事物之間的聯系和發(fā)展，因而又有著嚴重的缺陷。
(二)對自然科學的影響
牛頓經典力學的內容和研究方法對自然科學，特別是物理學起了重大的推動作用，但也存在著消極影響。
牛頓建立的經典力學體系以及他的力學研究綱領所獲得的成功，在當時使科學家們以為牛頓經典力學就是整個物理學，甚至是全部自然科學的可靠的最終的基礎。在相當長的歷史時期內，牛頓經典力學名著《自然哲學的數學原理》一書成為了科學家們共同遵循的規(guī)范，它支配了當時整個自然科學發(fā)展的進程。他研究問題的科學方法和原理也普遍得到贊賞和采用。牛頓研究經典力學的科學方法論和認識論，如運用分析和綜合相結合的方法與公理化方法及科學的簡單性原則、尋求因果關系中相似性統(tǒng)一性原則、以實驗為基礎發(fā)現物體的普遍性原則和正確對待歸納結論的原則，對后世科學的發(fā)展也影響深遠。
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