Kiến thức

Các định luật của Newton về chuyển động – Là gì Wiki

Các định luật của Newton về chuyển động

(đổi hướng từ

Định luật thứ hai của Newton

)

[[Tập tin:Newtons laws in latin.jpg|nhỏ|200px|Định luật 1 và 2 Newton trong bản gốc

tiếng Latinh

, năm

1687

.]]

Bài này nói về các định luật Newton trong

cơ học

. Xem các định luật khác mà Newton đã phát biểu cho các lĩnh vực khác tại

định luật Newton (định hướng)

Các định luật của Newton về chuyển động (gọi tắt là các định luật Newton) là tập hợp ba định luật

cơ học

phát biểu bởi nhà bác học người Anh

Isaac Newton

, đặt nền tảng cho

cơ học cổ điển

(còn gọi là cơ học Newton). Các định luật Newton được công bố lần đầu tiên năm

1687

trong cuốn Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Các nguyên lý toán học trong triết học tự nhiên, vật lý từng được xem là môn triết học về tự nhiên). Ba định luật cơ bản này cùng với một định luật nổi tiếng khác của Newton,

định luật vạn vật hấp dẫn

, lần đầu tiên giải thích khá thuyết phục các quan sát của

Kepler

về chuyển động của các

hành tinh

.

Ba định luật của Newton về chuyển động được phát biểu (lần đầu tiên) như sau:

  • Định luật 1 Newton: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không thì nó giữ nguyên trạng thái

    đứng yên

    hoặc

    chuyển động thẳng đều

    .

  • Định luật 2 Newton:

    Gia tốc

    của một vật cùng hướng với

    lực

    tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.

  • Định luật 3 Newton: Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá trị, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều.

Trải qua mấy thế kỷ, mặc dù ba định luật của Newton được phát biểu theo nhiều hình thức khác nhau nhưng bản chất không có gì thay đổi.

  • 1 Định luật 1

  • 2 Định luật 2

    • 2.1 Định luật 2 Newton trong cơ học cổ điển

    • 2.2 Định luật 2 Newton trong thuyết tương đối hẹp

  • 3 Định luật 3

  • 4 Xem thêm

  • 5 Liên kết ngoài

Xem thêm: Giải Toán 11 Bài 3: Đạo hàm của hàm số lượng giác

Định luật 1

Định luật 1 Newton bắt nguồn từ một phát biểu trước đó của

Galileo Galilei

và còn được gọi là định luật quán tính.

Định luật quán tính nêu lên một đặc tính quan trọng của một vật chuyển động, đó là khuynh hướng giữ nguyên trạng thái chuyển động (

quán tính

). Trạng thái chuyển động ở đây được đặc trưng bởi

vận tốc

(hay tổng quát là

động lượng

) của chuyển động. Nếu không chịu tác dụng bởi một tổng hợp lực có giá trị khác không thì một vật đang đứng yên sẽ đứng yên mãi mãi, và một vật đang chuyển động sẽ

chuyển động thẳng đều

mãi mãi.

Định luật 1 chỉ ra rằng lực không phải là nguyên nhân cơ bản gây ra chuyển động của các vật, mà đúng hơn là nguyên nhân gây ra sự thay đổi trạng thái chuyển động (thay đổi vận tốc/động lượng của vật).

Nếu không xét tới các

lực quán tính

, định luật 1 của Newton chỉ nghiệm đúng trong các

hệ quy chiếu quán tính

, tức là hệ quy chiếu có vận tốc không đổi. Nếu áp dụng định luật này đối với các

hệ quy chiếu phi quán tính

, chúng ta phải thêm vào lực quán tính. Khi đó, tổng lực bằng

lực cơ bản

cộng lực quán tính.

Trong thực tế, không có hệ quy chiếu nào là hệ quy chiếu quán tính hoàn toàn. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp cụ thể, một hệ quy chiếu có thể coi gần đúng là hệ quy chiếu quán tính. Ví dụ, khi xét chuyển động của các vật trên bề mặt Trái đất, người ta thường xem hệ quy chiếu gắn với mặt đất như một hệ quy chiếu quán tính.

Định luật 2

Định luật 2 Newton được viết dưới dạng toán học như sau:

<math>vec F = frac{dvec p}{dt}</math>

Với:

  • <math>vec F</math> là tổng ngoại

    lực

    tác dụng lên vật (trong

    SI

    , lực đo bằng đơn vị

    N

    )

  • <math>vec p</math> là

    động lượng

    của vật (trong

    SI

    , động lượng đo bằng đơn vị

    kg

    m

    /

    s

    )

  • t

    thời gian

    (trong

    SI

    , thời gian đo bằng đơn vị

    s

    )

Phương trình toán học trên đưa ra một định nghĩa cụ thể và chính xác cho khái niệm

lực

. Lực, trong vật lý, được định nghĩa là sự thay đổi của

động lượng

trong một đơn vị thời gian. Như vậy, tổng ngoại lực tác dụng lên một vật tại một thời điểm nhất định (

lực tức thời

) được biểu thị bởi tốc độ thay đổi động lượng của vật tại thời điểm đó. Động lượng của vật biến đổi càng nhanh khi ngoại lực tác dụng lên vật càng lớn và ngược lại.

Ngoài việc đưa ra định nghĩa cho lực, định luật 2 Newton còn là nền tảng của

định luật bảo toàn động lượng

định luật bảo toàn cơ năng

. Hai định luật này có ý nghĩa quan trọng trong việc đơn giản hóa nghiên cứu về chuyển động và tương tác giữa các vật.

Định luật 2 Newton trong cơ học cổ điển

Trong

cơ học cổ điển

,

khối lượng

có giá trị không đổi, bất kể chuyển động của vật. Do đó, phương trình định luật 2 Newton trở thành:

<math>vec F = frac{dvec p}{dt} = frac{dmvec v}{dt} = mfrac{dvec v}{dt}</math>
<math>vec F = mvec a</math>

Với:

  • m

    khối lượng

    của vật (trong

    SI

    , khối lượng đo bằng đơn vị

    kg

    )

  • <math>vec a</math> là

    gia tốc

    của vật (trong

    SI

    , gia tốc đo bằng đơn vị

    m

    /

    s

    2).

Như vậy trong cơ học cổ điển, tổng ngoại lực bằng tích của khối lượng và gia tốc.

Cũng trong cơ học cổ điển, nếu không xét tới

lực quán tính

, định luật 2, giống như định luật 1, chỉ đúng trong

hệ quy chiếu quán tính

. Khi áp dụng cho hệ quy chiếu không quán tính, phải có lực quán tính.

Định luật 2 Newton trong thuyết tương đối hẹp

Trong

thuyết tương đối hẹp

, định luật 2 Newton được mở rộng để áp dụng cho liên hệ giữa

lực

động lượng

hay

gia tốc-4

:

<math> F^a = frac{dP^a}{d tau}</math>
<math> F^a = m_0 A^a </math>

Xem thêm: Các dạng bài tập tụ điện-THI247.com

Định luật 3

Định luật 3 Newton chỉ ra rằng lực không xuất hiện riêng lẻ mà xuất hiện theo từng cặp động lực-phản lực. Nói cách khác, lực chỉ xuất hiện khi có sự tương tác qua lại giữa hai hay nhiều vật với nhau. Cặp lực này, định luật 3 nói rõ thêm, là cặp lực trực đối. Chúng có cùng độ lớn nhưng ngược chiều nhau.

Trong tương tác giữa hai vật A và B, nếu A tác dụng một lực <math>vec F_{AB}</math> lên B, thì B cũng gây ra một lực <math>vec F_{BA}</math> lên A và

<math> vec F_{BA} =- vec F_{AB}</math>.

Xem thêm: Dung dịch chuẩn độ & cách pha dung dịch từ chất gốc

Xem thêm

  • Cơ học cổ điển

  • Hệ quy chiếu

  • Lực quán tính

  • Vận tốc

  • Gia tốc

  • Động lượng

  • Định luật bảo toàn động lượng

  • Định luật bảo toàn cơ năng

Liên kết ngoài

Thể loại:Cơ học

Thể loại:Định luật vật lý

Thể loại:Isaac Newton

Lấy từ “

http://wiki.edu.vn/wiki/index.php?title=Các_định_luật_của_Newton_về_chuyển_động&oldid=56362

Chuyên mục: Kiến thức

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Check Also
Close
Back to top button