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1700975287 牛顿第二定律 运动的变化与所加的力成正比,并且发生在此力所沿的方向线上.
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1700975289 定律中的“运动”,据牛顿的解释,实指物体(质点)的动量,用mv表示,m是牛顿所谓“物质的量”;“运动的变化”,参考牛顿对若干力学问题的讨论可以判定,实指动量随时间的变化率,即d(mv)/dt.力用F表示,第二定律的数学表达式为
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1700975294 式中,
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1700975296 v——运动学中已定义的量.
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1700975298 m——据第一定律,惯性是物体在没有外力时保持静止或匀速直线运动状态的内在属性.其后,牛顿曾进一步指出,惯性又是“每个物体按其一定的量而存在于其中的抵抗能力”.惯性越大,这种抵抗外力影响的能力越强.牛顿并没有对惯性的量化给出独立的定义,而是认为物体的“惯性与物质的量成正比”,物质的量是当时已有的量m,意指物体所含物质多少的量.按现在的理解,这是个没有确切含义的量,因此宜将(2.1)式中的m重新定义为表征物体惯性的量,称为惯性质量,常称为质量.在经典力学范畴内,m是个不随物体运动状态变化的量.
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1700975300 F——由第二定律定义的量,用来表征作用于物体的力.
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1700975302 欧拉(L. Euler,1707—1783)将(2.1)式的比例系数取为1,得
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1700975307 考虑到m的运动不变性,继而有
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1700975312 第二定律也只在惯性系中成立,力是物体间的作用力,为真实力.牛顿时代之后,物理学家认知了场物质的存在,真实力便引申为物质间的作用力.第二定律适用对象仍是质点,上述诸式中的v,a均唯一.
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1700975314 经典力学中(2.3)式与(2.2)式是等价的.(2.3)式是常用的表述式,以它为基准,对第二定律内涵的逻辑关系给出这样的诠释:(2.3)式是对m,F度量的定义式,实验对此定义的认可使其成为定律.
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1700975316 定义性内容1 选定某个物体P0,规定它的质量为1个单位,记作m0.使用诸如弹簧之类的施力装置Q,当作用于P0的力使得P0产生的加速度a0的大小恰为1个单位,便规定所施力F0的度量值为1个单位,F0的方向取为a0的方向.保持a0的大小,改变a0的方向,可得不同方向的F0.
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1700975318 实验验证1 每一方向F0对应Q所处状态记为q0k,如果实验中每一方向F0与q0k间有恒定的一一对应关系,则称这样的施力装置为标准施力装置.实验表明,在足够精确的意义下,这样的装置是存在的.实验表明,由标准施力装置Q所得
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1700975323 关系,无论物体P0在何处、何时,无论P0处于何种运动状态,都是一致的.这可简单地表述为:此关系式具有空时无关性及运动状态无关性.
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1700975325 (2.2)式的空时无关性及运动状态无关性的实验验证,将自然延续于后继内容,不再复述.
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1700975327 定义性内容2 标准施力装置Q对任一物体Pi施力F0,若使Pi产生加速度ai,则规定Pi的质量为a0/ai个单位,即有
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1700975332 实验验证2 所得ai方向必定与F0方向一致,无论F0取何方向,ai值相同.
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1700975334 定义性内容3 标准施力装置Q对物体P0所施力,若使P0产生加速度aj,则规定所施力Fj的大小为aj/a0个单位,方向取为aj的方向,即有
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