5 牛顿三大定律
在力学中,有三个十分重要的定律,叫做牛顿三大定律。
牛顿第一定律:
牛顿第一定律也称之为惯性定律。它的核心思想在于,一个物体它会有保持自己运动状态的特性,只有在它受到外力的作用下,才会改变自己的运动状态。
牛顿第二定律:
相当于是对牛顿第一定律的量化计算。物体在受到外力的作用下,它会有运动状态的变化。这个运动状态的变化,称之加速度。这个加速度的数值应该怎么计算呢?我们就可以看下面的第三个公式。
这个∑代表求和,也就是将物体身上受到的各种各样的力全都合成在一起以后,得到这个合外力。
牛顿第三定律:
牛顿第三定律称之为作用力与反作用力,这两个力互相之间大小和方向关系是等大反向的。
6 Work and Energy 功和能
work一般指的是工作,在物理里面就称之为功。功就是这个物体对于一个外界的物体做了一个力的作用,这个力的作用产生的效果就是Work。Work计算公式参照下图:
Work是f向量和d向量的点积,Energy就是平时说的能量。在物理的运动学中,主要有两种能量,动能和势能。
动能就是一个物体在运动起来以后,具备的能量叫做动能,动能的计算方法是上图的第二个公式。从这个公式中可以看出,Work和Energy都是只有大小,没有方向的。
势能主要分为两种:
势能主要有两种,重力势能和弹性势能。
1 重力势能:物体本身具有一定高度的时候的能量。
计算公式:上图第三个公式(第一个等号)
2 弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,也具有势能,这种势能叫做弹性势能。
计算公式:上图第三个公式(第二个等号),其中k指的是弹簧的弹性系数,x指的是弹簧的形变。
上图最后一个公式∑w=△Ek,它代表的是物理当中最常用的能量计算方法,叫做动能定理。这里的w指的是Work,∑w其实指的是作用在一个物体上做的总功,它的动能的变化量,从这个公式中可以看出能量是守恒的,一个物体,如果它失去能量或者付出能量,另外一个物体它一定会得到这个相同大小的量。