牛顿力学三定律|三大力学定律及其适用

牛顿力学三定律（三大力学定律）及其适用）
力学（mechanics）是研究物质机械运动规律的科学。机械运动是物质运动最基本的形式。物质运动的其他形式还有热运动、电磁运动、原子及其内部的运动和化学运动等。

“力学”一词的英语是mechanics(源于希腊语──机械) 。在英语中，mechanics是一个多义词，既可释作“力学”，也可释作“机械学”、“结构”等。在欧洲其他语种中，此词的语源和语义都与英语相同。汉语中没有同它对等的多义词。mechanics在19世纪50年代作为研究力的作用的学科名词传入中国时，译作“重学”，后来改译作“力学”，一直使用至今。“力学的”和“机械的” 在英语中同mechanical，而现代汉语中“机械的”又可理解为“刻板的” 。这种不同语种中词义包容范围的差异，有时引起国际学术交流中的周折。例如机械的(mechanical)自然观，其实指用力学解释自然的观点。所以，力学可以说是力和(机械)运动的科学。

力学研究能量和力以及它们与固体、液体及气体的平衡、变形或运动的关系。力学可区分为静力学、运动学和动力学三部分，静力学研究力的平衡或物体的静止问题；运动学只考虑物体怎样运动，不讨论它与所受力的关系；动力学讨论物体运动和所受力的关系。现代的力学实验设备，诸如大型的风洞、水洞，它们的建立和使用本身就是一个综合性的科学技术项目，需要多工种、多学科的协作。

力学主要在于分析力对物体的作用，作用力既有大小又有方向，所以力是一个矢量。

牛顿运动定律包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律三条定律，由艾萨克牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。其中，第一定律说明了力的含义：力是改变物体运动状态的原因；第二定律指出了力的作用效果：力使物体获得加速度；第三定律揭示出力的本质：力是物体间的相互作用。

【牛顿力学三定律|三大力学定律及其适用】

牛顿运动定律中的各定律互相独立，且内在逻辑符合自洽一致性。其适用范围是经典力学范围，适用条件是质点、惯性参考系以及弱引力场、宏观、低速运动问题。

17世纪末牛顿继承和发展前人的研究成果(特别是开普勒的行星运动三定律)，提出力学运动的三条基本定律，使经典力学形成系统的百思特网理论。根据牛顿三定律和万有引力定律成功地解释了地球上的落体运动规律和行星的运动轨道。

牛顿第一运动定律牛顿第一运动定律，简称牛顿第一定律。又称惯性定律、惰性定律。常见的完整表述：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。
改变物体的运动速度需要外力的作用，不仅如此，该物体还会对这种改变产生抵制。物体的这种抵制叫作惯性。对于一个滚动的球，你不需要使多大力气便能让其改变方向。但如果你用同样大的力气去推一辆行驶中的小汽车，小汽车方向的改变微乎其微，你甚至看不出小汽车的运动发生了改变。原因是小汽车的惯性比球大得多。物体的惯性显然与它所包含物质的多少有关。

人的性格往往也有惰性或惯性，总喜欢保持原有的生活节奏或习惯，需要内在的动力和外在的压力才以迫使其做出改变，且往往有抵触的情绪。

牛顿第二运动定律牛顿没有停留在惯性定律定性描述的观点上，而是将其量化，提出了第二运动定律。
牛顿第二运动定律的常见表述是：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且与物体质量的倒数成正比；加速度的方向跟作用力的方向相同。
F＝ma

F：力，m：质量，a：加速度

从上面的方程可以看出，物体的质量越大，其运动速度就越不容易改变，因此质量是一个表现物体惯性大小的量，称为惯性质量。这也就解释了当质量大的铁球掉落时，虽然受到的重力比质量小的球要大，但阻碍往下掉落的惯性质量也要大，所以质量大小不一的铁球掉落时速度是一样的（惯性质量与重力质量相等）。
惯性定律是第二定律的一种特殊情况。如果作用力为0，那么加速度肯定也是0，速度恒定。
当你往空中扔一个球时，球会加速一段距离，然后呈抛物线落下。球受到了三个力的作用，你给的推力、重力、空气摩擦力。然后，想象你用一个更快的初速度抛出这个球。球当然会在飞行了更远的距离后才落地。那么，我们想象用一个极快的速度抛出这个球，以至于球不会落向地面。球的运动轨迹会朝着地表弯曲，但地表本来就是弯曲的，所以一个运动速度足够快的球能与地表一直保持着一个固定的距离，尽管球一直在落向地面。这种情况就近似于月球的运动。除了月球是沿着椭圆形轨道，而不是圆形轨道绕地球运动。月球也在不断地落向地球，但月球水平方向的运动速度非常快，以至于它能够在地球表面之上绕着它自己的轨道运动。