牛顿运动定律(Newtonslawsofmotion)是由艾萨克牛顿爵士(SirIsaacNewton)总结于17世纪并发表于《自然哲学的数学原理》的牛顿第一运动定律(Newtonsfirstlawofmotion)即惯性定律(lawofinertia)、牛顿第二运动定律(Newtonssecondlawofmotion)和牛顿第三运动定律(Newtonsthirdlawofmotion)三大经典力学基本运动定律的总称。
概述
物理泰斗艾萨克牛顿。在应用牛顿定律之前,必需先将物体理想化为质点。所谓“质点”是指物理学中理想化的模型,在考虑物体的运动时,将物体的形状、大小、质地、软硬等性质全部忽略,只用一个几何点和一个质量来代表此物体。质点模型适用的范围是当与分析所涉及的距离相比较,物体的尺寸显得很微小,或我们只考虑物体受的外力,物体本身的内部结构、形变、旋转、温度等对于分析并不重要。举例而言,在分析行星环绕恒星的轨道运动时,行星与恒星都可以被理想化为质点。
原初版本的牛顿运动定律只适用于描述质点的动力学,不具有足够功能来描述刚体与可变形体的运动。1750年,欧拉在牛顿定律的基础上,推导出能够应用于刚体的欧拉运动定律。后来,这定律又被应用于假定为连续介质的可变形体。假若用一群离散质点的组合来代表物体,其中每一个质点都遵守牛顿定律,则可以从牛顿定律推导出欧拉运动定律。不论如何,欧拉运动定律可以直接视为专门描述宏观物体运动的公理,与物体内部结构无关。在这里,宏观物体指的是尺度远远大于粒子尺度的物体。
牛顿运动定律只成立于惯性参考系,又称为牛顿参考系。有些学者喜欢将第一定律作为根本,而将惯性参考系视作第一定律的延伸,也就是说在他们看来,第一定律可以用来定义惯性参考系。假若采用这观点,则由于只有从惯性参考系观察,...
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