牛顿第二运动定律

牛顿力学定律之一
牛顿第二运动定律(Newton's second law of motion),又称为加速度定律,是经典力学中的一个核心理论,描述了质点在外力的作用下,其动量随时间的变化率同该质点所受的外力成正比,并且与外力的方向相同。[3]其内核是动量的变化与冲量成同向正比,具体而言,物体所受到的外力等于动量对时间的一阶导数(一次微分值)。当物体在运动中质量不变时,牛顿第二定律也可以用质量与加速度的乘积表示。[4]
牛顿第二定律表明,物体所受到的外力等于其质量乘以加速度,可以用数学表达为力等于质量乘以加速度(F = ma)。这一定律强调了外力对物体运动状态的影响,为解释自然现象、预测实验结果以及推动科学进步提供了重要理论基础。[9]
牛顿第二定律最早由英国物理学家艾萨克‧牛顿在其重要著作《自然哲学的数学原理》中于1687年提出。这个定律是牛顿运动定律的三条之一,其他两条是牛顿第一定律牛顿第三定律。牛顿第二定律的出现标志着经典力学的诞生,它的影响不仅限于物理学领域,还对西方哲学思想与文明的发展产生了深远影响。[4]
牛顿第二定律在实际应用中具有广泛重要性,它被用于物理[2]、汽车工程[5]、航空工程[6]、航天工程[7]电子学电气工程[8]等多个领域,它可以用来设计高楼大厦的结构以确保其稳定性,还可以计算火箭的运动轨迹,实现从地球到其他天体的太空探测任务。[4]这一定律为物体的运动行为提供了可靠的定量描述,因此在科学研究和工程设计中具有不可替代的地位。[4]

定义