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牛頓第二運動定律 - 维基百科,自由的百科全书 とべ转到内容ないよう

うしひたぶるだい運動うんどう定律ていりつ

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重定しげさだこううしひたぶるだい定律ていりつ
本条ほんじょうちゅうむかいりょうあずか标量分別ふんべつようからだあずか斜體しゃたい顯示けんじれい如,位置いちこうりょうどおり常用じょうよう 表示ひょうじ;而其大小だいしょうそくよう らい表示ひょうじ
ざい鉅著《自然しぜん哲學てつがくてき數學すうがく原理げんり》1687ねん版本はんぽんうら,以ひしげちょうあやせんうつしてきうしひたぶるだいいち定律ていりつ及牛ひたぶるだい定律ていりつ

うし顿第定律ていりつ[1]Newton's second law of motion台湾たいわんうしひたぶるだい運動うんどう定律ていりつ表明ひょうめい物體ぶったいしょ受到てき外力がいりょくとう於動りょうたい時間じかんてきいちかいしるべすう(いち微分びぶん值)。とう物體ぶったいざい運動うんどうちゅう質量しつりょう不變ふへんうしひたぶるだい二定律也可以用質量與加速度的乘積表示。

1687ねん英國えいこく物理ぶつりがくもぐさ薩克‧うしとみざいきょちょ自然しぜん哲學てつがくてき數學すうがく原理げんりうら提出ていしゅつりょううしひたぶる運動うんどう定律ていりつ,其中有ちゅううさんじょう定律ていりつ分別ふんべつためうし顿第いち定律ていりつうし顿第定律ていりつあずかうし顿第さん定律ていりつうしひたぶるだい定律ていりつまたしょうため運動うんどう定律ていりつ」。[2]

うしひたぶるだい定律ていりつほまれため經典きょうてん力學りきがくてき靈魂れいこんざい經典きょうてん力學りきがくうら,它能夠主導しゅどう千變萬化的物體運動與精彩有序的物理現象。うしひたぶるだい二定律的用途極為廣泛,它可以用らい設計せっけい平穩へいおん聳立しょうりつ於雲はしてき台北たいぺい101てん大廈たいか,也可以用らい計算けいさんしたがえ地球ちきゅう發射はっしゃ火箭かせんのぼりりくがつだまてき運動うんどう軌道きどう[3]

うし顿第二定律是一個涉及到物體運動的理論,根據こんきょ定律ていりつ任意にんい物體ぶったいてき運動うんどうしょ出現しゅつげんてき改變かいへんみやこただしげん於外りょくてきほどこせ於這物體ぶったい。這理ろんしるべ致了經典きょうてん力學りきがくてき誕生たんじょう科學かがくてきいち里程りていさきぜんただ描述自然しぜん現象げんしょうてき理論りろんさい採納さいのう而代これてき這個創立そうりつりょういちしゅ理性りせいてき因果いんが關係かんけい構的しん理論りろん實際じっさい而言,經典きょうてん力學りきがくてき嚴格げんかくてき因果いんが屬性ぞくせいたい於西かた思想しそうあずか文明ぶんめいてき發展はってんさんせいりょう很大てき影響えいきょう[4]

がいじゅつ

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うしひたぶるだい定律ていりつ表明ひょうめいほどこせ物體ぶったいてき外力がいりょくとう於此物體ぶったいどうりょうてきへんりつ

其中,どうりょう時間じかん

よし於動りょうとう於質りょうじょう速度そくど所以ゆえんかりわか質量しつりょう不變ふへんのりいた加速度かそくど形式けいしきてきうしひたぶるだい定律ていりつかりわか質量しつりょうずいちょ時間じかんりゅうえき改變かいへんのり系統けいとうため可變かへん質量しつりょう系統けいとう必須ひっすしょう變質へんしつりょう納入のうにゅう考量こうりょうさら內容,請參閱可變かへん質量しつりょう系統けいとう

加速度かそくど形式けいしきてきうしひたぶるだい定律ていりつ

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とう運動うんどうちゅうてき物體ぶったい質量しつりょう不變ふへんうしひたぶるだい二定律可以表述為:物體ぶったいしょ受到てき外力がいりょくとう於質りょうあずか加速度かそくどてきじょうせき,而加速度そくどあずか外力がいりょくどう方向ほうこう。以方程式ほうていしきひょうたち[5]

其中, 外力がいりょく 質量しつりょう 加速度かそくど

按照だい定律ていりつ設定せってい物體ぶったいてき質量しつりょう不變ふへんのり物體ぶったいてき加速度かそくどあずかところ受到てき外力がいりょくなりせい設定せってい物體ぶったいしょ受到てき外力がいりょく不變ふへんのり物體ぶったいてき加速度かそくどあずか質量しつりょうなりはん

假設かせつほどこせ外力がいりょく於某物體ぶったいのりよし於該物體ぶったいてき加速度かそくどただあずか外力がいりょく質量しつりょうゆうせき在任ざいにんなん狀況じょうきょう質量しつりょう不變ふへんてき物體ぶったい都會とかい表現ひょうげん同樣どうようてき加速度かそくど[註 1]

  • 慣性かんせい參考さんこうけいわかよう知道ともみち物體ぶったいざいぼういちこくてき加速度かそくどのり必須ひっすしたがえぼう靜止せいし物體ぶったいあるてい勻速直線ちょくせん運動うんどうてき物體ぶったい測量そくりょう物體ぶったいずいちょ時間じかんてきりゅうえき改變かいへんてきうつり,而在外力がいりょくためれいてき前提ぜんてい,這個靜止せいし物體ぶったいあるてい勻速直線ちょくせん運動うんどうてき物體ぶったい必須ひっす保持ほじ運動うんどう狀態じょうたい不變ふへん,這意あじちょ必須ひっすしたがえ慣性かんせい參考さんこうけいらい測量そくりょうせい物理ぶつり系統けいとうよし此,うしひたぶるだい二定律已事先假設,物體ぶったいてき加速度かそくどしたがえ慣性かんせい參考さんこうけい測量そくりょういたてきすう值。[5]
  • 質量しつりょう守恆もりつね經典きょうてん力學りきがくゆういちかくれぞうてき假定かていそく質量しつりょう守恆もりつね,這又しょうためうしひたぶるだいれい運動うんどう定律ていりつ」。うしひたぶるなみぼつゆうちょく接地せっち提出ていしゅつ定律ていりつだいれい運動うんどう定律ていりつ表明ひょうめい物體ぶったいてき質量しつりょう守恆もりつねあずか速度そくど無關むせきあずか物體ぶったいてき受力無關むせきとういく物體ぶったい相互そうご作用さようあるもとかいゆう質量しつりょうしたがえ一個物體轉移到另一個物體,ただしそう質量しつりょう不變ふへん[6]
  • 決定けっていせいうしひたぶるだい定律ていりついちしゅ決定けっていせい定律ていりつ假定かてい物體ぶったいてき質量しつりょうはつはじめ位置いちあずかはつはじめ速度そくどためやめりょうのりしたがえほどこせ物體ぶったいてき外力がいりょく應用おうよううしひたぶるだい定律ていりつらいけい算出さんしゅつ物體ぶったいざい運動うんどう軌跡きせきてき任意にんい時間じかんてき位置いちあずか速度そくど

うしとみてき論述ろんじゅつ

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もぐさ薩克·うしとみ (1643–1727)

自然しぜん哲学てつがくてき数学すうがく原理げんりてきだい定律ていりつてき原文げんぶん

はら文中ぶんちゅうてき“运动”(ひしげひのとmotus英語えいごmotionゆびてき动量

うしひたぶるたい於動りょうあずか衝量彼此ひしあいだてき關係かんけいてきさく解釋かいしゃく:「假設かせつほどこせ物體ぶったいてき衝量造成ぞうせいりょう物體ぶったいてきどうりょう改變かいへんのりそうばいてき衝量かい造成ぞうせいそうばいてきどうりょう改變かいへん,三倍的衝量會造成三倍的動量改變,ろん衝量全部ぜんぶ同時どうじほどこせかえ一部分一部分慢慢地施加,しょ造成ぞうせいてきどうりょう改變かいへんいちよう

どうりょう改變かいへん與原よはらさきどうりょうあいだてき關係かんけい:這動りょう改變かいへん必定ひつじょうあずかほどこせてき衝量どう方向ほうこう假設かせつざい衝量ほどこせまえ物體ぶったいやめ具有ぐゆうぼうどうりょうのり這動りょう改變かいへんかい與原よはらさきどうりょうしょうあるそうげん它們どう方向ほうこうかえはん方向ほうこう而定,假設かせつどうりょう改變かいへん與原よはらさきどうりょうていぼう角度かくどのり最終さいしゅうどうりょう兩者りょうしゃ按著角度かくど合成ごうせいてき結果けっか。」

ぎゅう頓所とんしょ使用しようてき術語じゅつごてき涵意、たい於第定律ていりつてき認知にんちそうようだい二定律如何被眾學者認知、以及うしひたぶるひょうじゅつあずかげん代表だいひょうじゅつあいだてき關係かんけい科學かがく歷史れきし學者がくしゃたい於這些論題ろんだいやめけい做過こう泛地研究けんきゅうあずか討論とうろん[註 2]

すすむかい論述ろんじゅつ

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にんなん物理ぶつり定律ていりつ必須ひっす具有ぐゆう证伪せいそく必須ひっすのう夠對於物理ぶつり定律ていりつ實驗じっけんしょうじつ正確せいかく[7]ためりょうよう明確めいかくうしひたぶるだい定律ていりつ具有ぐゆう证伪せい必須ひっすたい於加速度そくどちからあずか質量しつりょう測量そくりょう測量そくりょう加速度かそくど簡單かんたん加速度かそくど速度そくどてき時間じかんへんりつただようのうはか速度そくど改變かいへんあずか時間じかん間隔かんかくのりけい算出さんしゅつ加速度かそくどしか而,怎樣測量そくりょうりょくあずか質量しつりょうちからあずか質量しつりょうてき定義ていぎためなに?怎樣ざい定義ていぎうらきゅう物理ぶつり量的りょうてきりょうほどじょ[8][9]

ざいたい於質りょう與力よりききゅう定義ていぎ,按照這些定義ていぎうらてき定量ていりょう描述らい測量そくりょう物體ぶったいてき質量しつりょうあずか物體ぶったいてき受力,さいじょうしたがえ觀測かんそく物體ぶったいてき運動うんどういたてき加速度かそくど,就可以很容易ようい地檢ちけんためしうしひたぶるだい定律ていりつてき正確せいかくせい

ちからてき定義ていぎ

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很多常用じょうよう教科書きょうかしょたい於力てき定義ていぎ不盡ふじんじんざいだいまもる·哈勒だいあずかはくとく·みずおもえあまかつえいRobert Resnick著作ちょさくてき教科書きょうかしょ基礎きそ物理ぶつりえいFoundamental Physicsうらちから定義ていぎため造成ぞうせい物體ぶったい加速かそくてき作用さよう類似るいじざい大學だいがく物理ぶつりえいUniversity Physics教科書きょうかしょうら力也りきや定義ていぎため兩個りゃんこ物體ぶったいあいだある物體ぶったいあずか環境かんきょうあいだてき作用さようただし,它們ぼつゆうたい於「作用さようきゅう解釋かいしゃく·ひさげとまりえいPaul Tiplerざい科學かがくあずか工程こうていてき物理ぶつり教科書きょうかしょうらしょうりょく定義ていぎため造成ぞうせい物體ぶったい改變かいへん速度そくどてき影響えいきょう麼,「影響えいきょうまた甚麼いんも呢?ざいみちかくひしげ斯·もとやすえいDouglass Giancoliせんうつしてき教科書きょうかしょうらちからてき定義ていぎ直覺ちょっかくひと體驗たいけんためたい物體ぶったいてき「推」あるひしげ」。作者さくしゃなみしん一步解釋推或拉怎樣改變物體的運動狀態。這些概念がいねんせい定義ていぎえいconceptional definition無法むほうたい於力這基礎きそ術語じゅつごようさらため基礎きそてき概念がいねんらいひょうたち[10]

應用おうよう槓桿原理げんり實現じつげんたい於標じゅん單位たんいりょくてき任意にんいぶんすうばい如上じょじょうしょしめせとうこれてきさんふん一時いちじ,槓桿かいてい靜態せいたい平衡へいこう狀態じょうたい[11]
かかかけ於兩じょう特定とくていだん簧的いち物體ぶったいせいこうのう夠將這兩じょう特定とくていだん延伸えんしん特定とくてい距離きょりのり物體ぶったいてき重量じゅうりょうとう兩個りゃんこ標準ひょうじゅん單位たんいりょく[12]

斯塔おっと·もとなんじ霍夫くびさき提議ていぎしょうりょく定義ていぎため質量しつりょうあずか加速度かそくどてきじょうせき[13][註 3]按照這提議ていぎだい二定律只是一個數學定義式,而不自然しぜん定律ていりつかりわかだい二定律只是一個數學定義式,のり它在物理ぶつりがくうら毫無ようしょいんため無法むほうしたがえ數學すうがく定義ていぎしきたい於大おだい自然しぜんきゅうにんなにあずかはかせい經典きょうてんりょく學會がっかい變成へんせいいちしゅ公理こうり理論りろん所有しょゆう結論けつろんげん於這定義ていぎ,而不げん於從做實驗じっけん推斷すいだんてき自然しぜん定律ていりつ」。實際じっさい而言,這提議ていぎぼつゆうはたざい大自然だいしぜんうら各種かくしゅ各樣かくようてきりょくぞう彈力だんりょく引力いんりょく電磁でんじりょくひとし納入のうにゅう考量こうりょう,它忽りゃくりょうまい一種いっしゅりょくてき獨特どくとく性質せいしつれい如,まい一種力都有它的物質源。かりわかようしょう實際じっさい物理ぶつり引入這公理化りか理論りろんのり必須ひっすけんためしたい於力てき定義ていぎしょ導出どうしゅつてき結果けっか符合ふごう實際じっさい物理ぶつりただゆう符合ふごう實際じっさい物理ぶつりてき定義ていぎざい採納さいのうかわはなしせつしたがえたい於力てき定義ていぎしょ導出どうしゅつてき結果けっか必須ひっす符合ふごう實驗じっけんてきけんこころみいやのり不能ふのう採納さいのう[15] [7][16]

ゆう些學しゃ主張しゅちょう使用しよう操作そうさ定義ていぎてき方法ほうほうらいたい於力きゅう嚴格げんかく定義ていぎ假設かせつりょうじょう同樣どうようてきだん簧被延伸えんしん同樣どうようてき距離きょり,其各自かくじさんせいてき彈力だんりょく」(一種いっしゅ物理ぶつり現象げんしょう相等そうとうのりはた這兩じょうだんなみれん以製なりりょうばいてき彈力だんりょくまたはた一物體的兩邊分別連接這兩條彈簧的末端,使つかい彈力だんりょく方向ほうこう相反あいはんのり作用さよう物體ぶったいてき合力ごうりょくためれい物體ぶったいてき運動うんどう狀態じょうたいかい改變かいへんためりょうたい於彈りょくきゅう定量ていりょう描述,設定せってい標準ひょうじゅん單位たんいりょくためぼう特定とくていだん延伸えんしん特定とくてい距離きょり所產しょさんせいてき彈力だんりょくしょう特定とくていだん簧為「標準ひょうじゅんだん簧」。任意にんい整數せいすうばいてき標準ひょうじゅん單位たんいりょく以用いくじょう標準ひょうじゅんだん簧所組成そせいてき系統けいとうらい實現じつげんたい於標じゅん單位たんいりょくてき任意にんいぶんすうばい應用おうようおもねもとまいとくてき槓桿原理げんりらい實現じつげんたま系統けいとう以用らい測量そくりょう實驗じっけんたい於任意力いりょく比較ひかくきゅう它的測量そくりょう值。れい如,假設かせつかかかけ於兩じょう標準ひょうじゅんだん簧的いち物體ぶったいせいこうのう夠將這兩じょう標準ひょうじゅんだん延伸えんしん特定とくてい距離きょりのり物體ぶったいてき重量じゅうりょうとう兩個りゃんこ標準ひょうじゅん單位たんいりょく[15][17][11][12]

質量しつりょうてき定義ていぎ

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雖然質量しつりょうざい物理ぶつりがく教育きょういくうら佔有中心ちゅうしん地位ちいにん們並很清すわえ質量しつりょうてき概念がいねん,很多教科書きょうかしょたい於質量的りょうてき定義ていぎ也不甚令じん滿まん,它們ゆういち些重だい瑕疵かし。這些定義ていぎしょわたる及到てき困難こんなんだい部分ぶぶん出現しゅつげん於將經典きょうてん描述とおるにゅう現代げんだい描述てきはてなか,而且清楚せいそざい相對そうたいろん量子りょうししょく動力どうりょくがくつよ相互そうご作用さよう理論りろんひとしとう現代げんだい理論りろんうら顯現けんげん出來でき[18]

物質ぶっしつ數量すうりょう

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ゆう一種可以追溯到ちゅう世紀せいきてき定義ていぎはた質量しつりょう設定せっていため物體ぶったい內部しょ含有がんゆうてき物質ぶっしつ數量すうりょう。這也うしひたすらざいてききょちょ自然しぜん哲學てつがくてき數學すうがく原理げんりうらたい於質りょうきゅうてき定義ていぎ,按照這定義ていぎ質量しつりょう以從物體ぶったいてき密度みつどあずか體積たいせきじょうせきもとめとくこく物理ぶつり學者がくしゃおん斯特·たい定義ていぎきゅうげん批評ひひょうみとめため定義ていぎさわはんりょう循環じゅんかん推理すいりいんため密度みつどてき定義ていぎごと單位たんい體積たいせきてき質量しつりょう[19][20]

したがえ測量そくりょうてき角度かくどらいうしひたぶるなみぼつ有給ゆうきゅうにんなん測量そくりょう密度みつどてき方法ほうほう所以ゆえん,也沒有給ゆうきゅう測量そくりょう質量しつりょうてき方法ほうほううしひたすら不能ふのうたい於質りょうあずか密度みつどどう時給じきゅう定義ていぎいん此,質量しつりょうなみ嚴格げんかく定義ていぎ[21]ただしうしとみてきそうほうなみ這樣,物體ぶったいためよし很多微小びしょうてき基本きほん粒子りゅうしひとし組成そせいてき聚集たいみとめため這聚しゅうからだてき結構けっこうさらため基礎きそてき概念がいねんざい計算けいさん物體ぶったいてき質量しつりょうかいすうさん物體ぶったいてきしょう粒子りゅうし數量すうりょう,這數りょうじょう以每基本きほん粒子りゅうしてき質量しつりょう就是物體ぶったいてき質量しつりょうよし此,ただよう設定せっていぼう參考さんこう物體ぶったいSてき質量しつりょうため標準ひょうじゅん質量しつりょう,這參考さんこう物體ぶったいS以是石頭いしあたま金塊きんかいあるてつかたまり麼,n個物こぶつたいSてき質量しつりょう必定ひつじょう這標じゅん單位たんい質量しつりょうてきnばい[22][17][註 4]

慣性かんせい質量しつりょう

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另一種定義是基於慣性的概念。ざい定義ていぎうら質量しつりょうようらいりょう物體ぶったいたい改變かいへん它的運動うんどう狀態じょうたいてき抗拒こうきょ能力のうりょくよし此被しょうため慣性かんせい質量しつりょう」。しか而,かん定義ていぎ如何いかかく,它並ぼつ有給ゆうきゅうりょう質量しつりょうてき方法ほうほうにん們無ほう直接ちょくせつ估算物體ぶったいてき質量しつりょうすう值,いん此,這定義ていぎ乎更ぞういちしゅ形而上學けいじじょうがく定義ていぎ[10][9][註 5]

かいさかのぼざい經典きょうてん力學りきがくうら假設かせつ使用しよう一條先前論述的標準彈簧,ほどこせいち標準ひょうじゅん單位たんいりょく於某物體ぶったいのりしたがえ測量そくりょう物體ぶったいずいちょ時間じかんりゅうえき而呈現出げんしゅつてき速度そくど,估算出さんしゅつ物體ぶったいてき加速度かそくど標記ひょうき其為繼續けいぞく實驗じっけん假設かせつほどこせ兩個りゃんこ標準ひょうじゅん單位たんいりょく於這物體ぶったいのりしたがえはか物體ぶったいてき加速度かそくどため類似るいじ實驗じっけんほどこせ彈力だんりょく於這物體ぶったいしかこう測量そくりょう物體ぶったいてき加速度かそくど以得いたちからあずか加速度かそくど彼此ひしあいだてき關係かんけいしき[5]

其中,比例ひれい常數じょうすう

べん識這比例ひれい常數じょうすうため慣性かんせい質量しつりょうのり察覺這關係かんけいしき就是うしひたぶるだい定律ていりつてき方程式ほうていしき

うま赫的質量しつりょう定義ていぎ

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よし上述じょうじゅつりょうたね概念がいねんせい定義ていぎてき種種しゅじゅ缺點けってん學者がくしゃ們常かい使用しよう操作性そうさせいわる定義ていぎらいきゅう定量ていりょう描述,這種定義ていぎついさかのぼいたりおん斯特·たい於質りょう定義ていぎてきはらはじめ研究けんきゅううま赫的定義ていぎただ使用しよういた運動うんどうがく概念がいねん完全かんぜん需涉及到りょくてき概念がいねん[24]

假設かせつざい宇宙うちゅううらてき兩個りゃんこ物體ぶったいA、Bはなれ其它物體ぶったい非常ひじょう遙遠ようえんいん此這兩個りゃんこ物體ぶったい以被ためしょいち孤立こりつ系統けいとうしたがえぼう慣性かんせい系統けいとう觀察かんさつ,這兩個りゃんこ物體ぶったいいん相互そうご影響えいきょう而使とく各自かくじていげんてき加速度かそくど分別ふんべつためしたがえ所有しょゆう完成かんせいてきせき於這るい系統的けいとうてき實驗じっけんそうゆい,它們てき加速度かそくどてき方向ほうこう相反あいはん,而比率ひりつ以用「加速度かそくど比率ひりつ公式こうしきらいひょうたちため[24]

其中,しるべりょう常數じょうすう

しるべりょう常數じょうすうてきつねてい不變ふへん以被ため力學りきがくてきいちじょう基礎きそ定律ていりつ,其為したがえ實驗じっけん獲得かくとくてき結果けっかうま赫特べつため提出ていしゅつ實驗じっけん命題めいだい」:ざい實驗じっけん物理ぶつりがく設定せっていてき狀況じょうきょう兩個りゃんこ物體ぶったい引發たいかた沿著彼此ひしれんせん各自かくじていげん相反あいはんてき加速度かそくど方向ほうこう,而加速度そくどてき比率ひりつため常數じょうすうなみ且與物體ぶったいてき物理ぶつり狀態じょうたい無關むせき[25]

しつらえそういち物體ぶったいC,ゆかり於物たいCあずかA、CあずかB彼此ひしあいだてき相互そうご作用さよう,按照だいいち實驗じっけん命題めいだい[24]

したがえ做多實驗じっけん獲得かくとくてきいち重要じゅうよう結果けっか以用「しるべりょう常數じょうすう公式こうしきらいひょうたちため

いん此,以得いた關係かんけいしき

關係かんけいしき顯示けんじ選擇せんたく物體ぶったいAため標準ひょうじゅん物體ぶったい麼,まい一個其它物體都會伴隨著一個常數,にんなにあずか物體ぶったい相互そうご作用さようてき物體ぶったい無法むほう改變かいへん這常すう常數じょうすう以被しょうため物體ぶったいBてき質量しつりょう相對そうたい於物たいA。よし於物たいA參考さんこう物體ぶったい常數じょうすう以被簡稱ため物體ぶったいBてき質量しつりょう。這樣,關係かんけいしき以被あらためうつしため質量しつりょう-加速度かそくど關係かんけいしき[24]

這質りょう定義ていぎてき適用てきよう範圍はんい很廣泛,れい如,とう兩個りゃんこ物體ぶったいA、B連結れんけつ於一條理想彈簧的兩端時,它們彼此ひしあいだてき相互そうご作用さようため彈力だんりょくさきしょうだん壓縮あっしゅくしかしたがえ測量そくりょう它們いん動作どうさ出現しゅつげんてき加速度かそくど以按あきら加速度かそくど比率ひりつ公式こうしきけい算出さんしゅつしるべりょう常數じょうすうさいいちれいとう兩個りゃんこ物體ぶったいA、Bざい進行しんこうかつぼくたい運動うんどうとき,它們彼此ひしあいだてき相互そうご作用さようため引力いんりょくしたがえ測量そくりょう它們進行しんこう軌道きどう運動うんどうてき加速度かそくど以計算出さんしゅつしるべりょう常數じょうすうたい於這些案れい前面ぜんめんれつてき加速度かそくど比率ひりつ公式こうしきあずかしるべりょう常數じょうすう公式こうしき成立せいりつ。這質りょう定義ていぎのう夠給一種用來比較質量的方法,其為這樣做質りょう定義ていぎてき重要じゅうよう目的もくてき[24]

注意ちゅういいた質量しつりょう-加速度かそくど關係かんけいしき展示てんじとう兩個りゃんこ物體ぶったい相互そうご作用さよう兩個りゃんこ粒子りゅうしてき質量しつりょうあずか加速度かそくど大小だいしょうてきじょうせき相等そうとうなみ且這じょうせきあずか兩個りゃんこ物體ぶったいてき相對そうたい位置いち相對そうたい速度そくどある時間じかんゆうせきしょうりょく定義ていぎため質量しつりょうあずか加速度かそくど大小だいしょうてきじょうせき

這就うしひたぶるだい定律ていりつ

しょうりょくてき定義ていぎしき代入だいにゅう質量しつりょう-加速度かそくど關係かんけいしき,就可以得いたうしひたぶるだいさん定律ていりつとう兩個りゃんこ物體ぶったい交互こうご作用さよう彼此ひしほどこせ於對かたてきりょく,其大しょう相等そうとう方向ほうこう相反あいはん

實驗じっけんけんしょう

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1983ねん莫德さい·まいなんじかくわか提出ていしゅつてき修正しゅうせいうしひたぶる動力どうりょく學理がくりろんえいmodified Newtonian Dynamics表明ひょうめいゆかりほしけい自轉じてん問題もんだいそく觀測かんそくいたてきざいほしけいうら恆星こうせいてき速度そくどだいうしひたぶる力學りきがくてきあずかはか速度そくどうしひたぶる萬有引力定律或牛頓第二定律可能需要修正。[26]じょりょうくら物質ぶっしつ理論りろん以外いがい修正しゅうせいうしひたぶる動力どうりょく學理がくりろん也可以用らい解釋かいしゃくほしけい自轉じてん問題もんだい。 這理ろんてき適用てきよう區域くいき大約たいやくざい加速度かそくどためてき數量すうりょうきゅうためりょう符合ふごう天文てんもん物理ぶつりがくすうよりどころ,這理ろんはたうしひたぶるだい定律ていりつおさむあらためため[27]

其中,これ函數かんすう,其符合ふごう以下いか兩個りゃんこ條件じょうけん

  • とうとき
  • とうとき

一般いっぱん而言,ざい各種かくしゅ物理ぶつりあんれいちゅう,很少かいぐういた這麼微小びしょうてき加速度かそくどしか而,かりわか修正しゅうせいうしひたぶる動力どうりょく學理がくりろん確實かくじつあかしのりせい經典きょうてん力學りきがくあずか廣義こうぎ相對そうたいろん需要じゅようおさむあらためよし此,けんしょう修正しゅうせいうしひたぶる動力どうりょく學理がくりろん重要じゅうようてき實驗じっけん研究けんきゅう論題ろんだい

1986ねん使用しよう干涉かんしょう測量そくりょう質量しつりょうてき加速度かそくどたい於時變電へんでんじょうてきひびきおう物理ぶつり學者がくしゃしょうざい加速度かそくどためてき狀況じょうきょううしひたぶるだい定律ていりつ仍舊有效ゆうこう。2007ねん使用しよう扭擺えいtorsion pendulumらい表現ひょうげんたい於時變電へんでんじょうてきひびきおう實驗じっけんしょうざい加速度かそくどためてき狀況じょうきょううしひたぶるだい定律ていりつ正確せいかくあやま。2011ねん物理ぶつり學者がくしゃ實驗じっけん測量そくりょうほろなみ共振きょうしんたい於引力作りきさくようてきひびきおうただしなみざい加速度かそくどためてき狀況じょうきょう找到にんなん偏差へんさ。2014ねん使用しようひもばかりらいりょう引力いんりょく引起てき加速度かそくど物理ぶつり學者がくしゃざい加速度かそくどためてき狀況じょうきょう仍未はつ現任げんにんなん偏差へんさ[27][28]

衝量

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假設かせつほどこせ外力がいりょく 於某物體ぶったいてき時間じかんゆう 麼久,のり這等於施衝量 於此物體ぶったい[29]

根據こんきょ現代げんだいてきだい定律ていりつ

經過けいか 假定かてい質量しつりょう不變ふへんどうりょう てき改變かいへんため

所以ゆえん,衝量あずかどうりょうあいだてき關係かんけいしきため

這就原版げんばんだい定律ていりつ[30]

衝量てき概念がいねんつねもちいらい分析ぶんせき碰撞あずか撞擊問題もんだい[31]

可變かへん質量しつりょう系統けいとう

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火箭かせんてき燃料ねんりょう經過けいか燃燒ねんしょう以後いごかいさんせい高溫こうおんだかあつ氣體きたい經過けいか加速かそく排氣はいきいた外界がいかい,就可以推どう火箭かせん前進ぜんしんだい二定律不能直接應用於這種可變質量系統。基本きほん而言,だい二定律只能應用於單獨粒子(ある理想りそうため粒子りゅうしてき物體ぶったい),其質りょう守恆もりつねたい於多粒子りゅうし系統けいとうあんれい必需ひつじゅはただい二定律加以延伸為[32]

其中, ほどこせ系統けいとうてききよし外力がいりょく 系統けいとうてきどうりょう 系統けいとうてきそう質量しつりょう 系統けいとうしつこころてき速度そくど

假設かせつきよし外力がいりょくためれいのりどうりょう守恆もりつねそくさい初動しょどうりょうとう最終さいしゅうどうりょう

假設かせつざい時間じかんざい時間じかんあずかこれあいだ火箭かせんてき質量しつりょうしたがえへんためそく質量しつりょうためてき燃料ねんりょう燃燒ねんしょうあずか排出はいしゅつ燃料ねんりょう排出はいしゅつてき速度そくどため火箭かせんてき速度そくどしたがえへんため麼,どうりょう守恆もりつねかたほど以寫ため[33]

注意ちゅういいた火箭かせん速度そくどあずか燃料ねんりょう速度そくどみやこただししたがえ發射はっしゃだい參考さんこうけい觀測かんそくいたてき速度そくど麼,相對そうたい火箭かせん參考さんこうけい燃料ねんりょう排出はいしゅつてき相對そうたい速度そくどため

經過けいか一番いちばん運算うんざん以得いた

たい於像火箭かせん一類いちるいてき可變かへん質量しつりょう系統けいとう必需ひつじゅはただい定律ていりつてき方程式ほうていしき添加てんかいち項目こうもく,這項專門せんもん計算けいさん進入しんにゅうあるはなれひらき火箭かせんてき質量しつりょう所帶じょたいゆうてきどうりょう[34]

其中, ほどこせ火箭かせんてき外力がいりょくれい地球ちきゅうほどこせ火箭かせんてき重力じゅうりょく

火箭かせんてき推力すいりょく定義ていぎため

はた定義ていぎしき代入だいにゅう以得いた

其中, 外力がいりょくあずか推力すいりょくてきむこうりょう

まいり

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あさしょう理工りこう學院がくいん物理ぶつり教授きょうじゅかわら尔特·れつぶんWalter Lewinこうかいうしひたぶるだい定律ていりつ(MIT OCW)[35]

註釋ちゅうしゃく

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  1. ^ 按照狹義きょうぎ相對そうたいろん加速度かそくどあずか物體ぶったいてき速度そくどゆうせきいんためざい高速度こうそくど狀況じょうきょう物體ぶったいてき質量しつりょうあずか速度そくどゆうせき[5]
    其中,物體ぶったいてき質量しつりょうせい質量しつりょう物體ぶったいてき速度そくど光速こうそく
  2. ^ 請參閱
    (1) I Bernard Cohen, "Newton’s Second Law and the Concept of Force in the Principia", in "The Annus Mirabilis of Sir Isaac Newton 1666–1966" (Cambridge, Massachusetts: The MIT Press, 1967), pages 143–185.
    (2) Stuart Pierson, "'Corpore cadente. . .': Historians Discuss Newton’s Second Law", Perspectives on Science, 1 (1993), pages 627–658.
    (3) Bruce Pourciau, "Newton's Interpretation of Newton's Second Law", Archive for History of Exact Sciences, vol.60 (2006), pages 157–207.
    (4) Online discussion by G E Smith, in 5. Newton's Laws of Motion, s.5 of "Newton's Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" in (online) Stanford Encyclopedia of Philosophy, 2007.
  3. ^ ゆう些學しゃみとめためよし於力あずかどう量的りょうてき時間じかんへんりつゆうせき,而動りょう定義ていぎため質量しつりょうあずか速度そくどてきじょうせきいん此只ゆうざい質量しつりょう嚴格げんかく定義ていぎこれちからてき定義ていぎざいあらわどく完全かんぜん所以ゆえんだい一定律與第二定律並不是真正的定律,它們おう該被ため定義ていぎ[14]またゆう些學しゃみとめためちからてき概念がいねん於艱澀,さいこうのう夠迴避引入力にゅうりょくてき概念がいねん,而最簡單かんたんてき方法ほうほう就是かいしゃくだい定律ていりつためりょくてき定義ていぎ[15]
  4. ^ 根據こんきょ狹義きょうぎ相對そうたいろん,一個盛裝著熱水的水壺,其質りょうあずかねつすいてき溫度おんどゆうせき,雖然すいつぼうらてき水分すいぶん數量すうりょう不變ふへんわか溫度おんど越高こしたかのりすい分子ぶんしてき移動いどう速度そくどこしかいいん此質りょう也越だいわか溫度おんどこしていのりすい分子ぶんしてき移動いどう速度そくどえつ慢,いん此質りょう也越しょう所以ゆえんずいちょ物體ぶったいてき溫度おんどてき改變かいへん質量しつりょう也會改變かいへんただしざい經典きょうてん力學りきがく範圍はんい內,這質量的りょうてき改變かいへん相當そうとう微小びしょう以被ゆるがせりゃく。儘管うしひたぶるきゅうたい於質量的りょうてき定義ていぎ簡單かんたんあずか粗略そりゃくただし仍舊很明確めいかくあずか有用ゆうよう,仍舊のう夠非正式せいしききゅう大約たいやくてき定量ていりょう描述。[23]ざい現代げんだい物理ぶつりがくうら質量しつりょうてき定義ていぎ必須ひっすはた物質ぶっしつ內部いん相互そうご作用さよう而涉及到てきのうりょう納入のうにゅう考量こうりょうれい如,物體ぶったいてきせい質量しつりょうせいなり物體ぶったいしょ需要じゅようてき最少さいしょうのうりょう[18]
  5. ^ ゆう教科書きょうかしょ使用しようだい定律ていりつてき公式こうしきらいりょう物體ぶったいてき抗拒こうきょ能力のうりょくしか而,一般いっぱん而言,質量しつりょうなみりょくあずか加速度かそくどあいだてき比例ひれい常數じょうすう根據こんきょ狹義きょうぎ相對そうたいろんちからあずか加速度かそくどあいだてき關係かんけい與力よりきあずか速度そくどあいだてき相對そうたいこうゆうせき
    其中,あずか分別ふんべつりょくあずか加速度かそくどあさちょ速度そくど方向ほうこうてき分量ぶんりょうあずか分別ふんべつりょくあずか加速度かそくど垂直すいちょく速度そくど方向ほうこうてき分量ぶんりょうこれろう侖茲因子いんし速度そくど大小だいしょうよし此,更正こうせいかくてき方程式ほうていしきため
    ざい方程式ほうていしきちゅう慣性かんせい質量しつりょうこれちょうりょう。儘管質量しつりょうてき概念がいねんあずか慣性かんせい質量しつりょうてき概念がいねん緊密きんみつ連結れんけつ,它們彼此ひしあいだてき關係かんけいなみ簡單かんたんてき等號とうごう關係かんけいしつらえそういちてい加速度かそくど運動うんどうてき物體ぶったいかりわか物體ぶったいかん受到てきりょくあずかしずか質量しつりょう不變ふへんなみ且它てき加速度かそくどあずか速度そくどてき方向ほうこうしょうどうゆかり於它てき速度そくどやややや增加ぞうかろう侖茲因子いんし也會逐漸增加ぞうか,而加速度そくどそくかい漸減ぜんげんしょういん此,ずいちょ速度そくどてき增加ぞうか越來ごえくえつなん維持いじ加速度かそくど,這意あじちょ物體ぶったいてき慣性かんせい增加ぞうか,儘管せい質量しつりょう保持ほじ不變ふへん。如同おもねしかはくとく·あいいん斯坦あずかおくとく·えいしかとくところげん假設かせつ兩個りゃんこ物體ぶったいてきせい質量しつりょうしょうどうどうりょう較大てき物體ぶったいたい於外りょくてき抗拒こうきょえつきょう勁。よし此可質量しつりょうせい質量しつりょうあずか慣性かんせい慣性かんせい質量しつりょう一樣いちようてき物理ぶつりりょう[18]

參考さんこう文獻ぶんけん

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  2. ^ 引用いんよう错误:ぼつゆう为名为Newton83てき参考さんこう文献ぶんけん提供ていきょう内容ないよう
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