牛頓運動定律是什么？ _牛頓

牛頓運動定律是由艾薩克·牛頓爵士提出的，他可能是也可能不是受了一個落下的蘋果的啟發(fā) 。(Image credit: Shutterstock)
據(jù)美國太空網(wǎng)（By Paul Sutter）：牛頓運動定律是艾薩克·牛頓爵士經(jīng)常被認為是有史以來第一科學(xué)家的原因之一。雖然我們在高中被迫學(xué)習(xí)他的運動定律和重力概念，但我們很少能看到為什么他的開創(chuàng)性工作“自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理”如此重要。所以，讓我們稍微挖掘一下天才的思維:
牛頓第一運動定律
哲學(xué)家們一直在尋找基本定律，宇宙的簡單規(guī)則，這些規(guī)則可以解釋我們在周圍世界看到的各種各樣的現(xiàn)象。幾千年來，他們一直在從事這項工作，但基本上都失敗了，直到17世紀晚期牛頓出現(xiàn)，向他們展示了如何去做。
在《原理》中，牛頓列出了宇宙的三個簡單規(guī)則。三百多年后的今天，乍一看，它們似乎簡單、直觀、顯而易見，但那只是因為我們已經(jīng)用了三百多年的時間讓它們深入人心。當(dāng)時，它們是思想上的徹底革命。
他的第一定律指出，靜止的物體傾向于保持靜止，運動的物體傾向于保持運動。換句話說，有一種叫做“慣性”的東西，它是物體運動阻力的一種度量。
這個想法是…新的。以前，大多數(shù)思想家認為單個物體有移動或不移動的自然傾向(例如，解釋為什么風(fēng)傾向于吹，而巖石傾向于留在原地) 。同樣，一些物體喜歡漂浮(像云)，而另一些不喜歡(像人) 。但是牛頓顛倒了這一點:所有物體對新運動都有天生的阻力，需要一種力量才能使它們改變。
牛頓第二運動定律
說到力，這就是牛頓第二定律:施加在物體上的力給了它們加速度，加速度的大小取決于物體的質(zhì)量。這也違背了流行的觀點，即認為施加在物體上的力會給物體速度。這部分是對的，因為加速度是速度的變化，但它錯過了牛頓追求的更大的圖景。一旦加速到某一速度，物體將保持該速度，除非施加一個新的力來加速或減速。

2022年11月26日， SpaceX獵鷹9號火箭為美國宇航局向國際空間站發(fā)射CRS-26再補給任務(wù) 。火箭物理學(xué)依賴于對牛頓運動定律的理解。(圖片鳴謝:SpaceX)
牛頓第二定律其實是動量守恒定律的另一種寫法。物體將保持它們的動量，直到施加一個力，這個力將改變它們的動量。物體之間的所有相互作用(如碰撞、撞擊、撞擊、粉碎等)將保持它們之間的動量總量。
如果你以前從未見過動量守恒，你應(yīng)該知道這個概念是物理學(xué)每一個分支的基石。說真的，所有的:廣義和狹義相對論，量子力學(xué) ，熱力學(xué)，粒子物理等等。它們都靜止不動，依靠動量守恒來引導(dǎo) 。所有的現(xiàn)代物理學(xué)在最深層次上都歸結(jié)為，在不同的情況下表達動量守恒。
從原子中的電子到宇宙的膨脹，都與同一個概念聯(lián)系在一起，這可以追溯到牛頓第二定律。

阿爾伯特·愛因斯坦在1921年獲得諾貝爾物理學(xué)獎。愛因斯坦的物理學(xué)建立在對牛頓運動定律的理解之上，但是將科學(xué)引向了一個非常不同的方向。(Image credit: Nobel Foundation archive/Wikimedia Commons)
牛頓第三運動定律
牛頓的最后一個定律，即每個力都有一個大小相等方向相反的力，看起來像是一個小加法。但這也是思想上的一次重大革命。
當(dāng)你推某物時，你在對它施加一個力，使它加速。很簡單，對吧？但是你知道這個物體同時反推著你嗎？
如果你不動，而物體在動，這怎么可能呢？
關(guān)鍵是當(dāng)力相等時，加速度不相等。如果你比足球重，那么當(dāng)你踢它的時候，你的加速度會很小，而足球會飛起來。但是你身上的那股力量給了你反抗的感覺。另一個例子:當(dāng)你坐在椅子上時，你在對它施加一個力，但椅子也在對你施加一個力——這是你感覺推你的力。
這最后一個洞見是牛頓如何解開整個宇宙的。當(dāng)他看著一個蘋果從樹上掉下來時，他意識到既然地球?qū)μO果施加了一個力，那么蘋果也一定對地球施加了一個力。但是我們看不到地球移動，因為它太大了。
通過這種推理，牛頓能夠證明引力不僅僅是地球表面附近可以感覺到的東西，而是真正普遍存在的:宇宙中的所有物體都通過看不見的引力鏈與所有其他物體聯(lián)系在一起。有了這種洞察力和他新發(fā)現(xiàn)的定律，牛頓能夠解釋從行星軌道到潮汐周期的一切。
問答:牛頓運動定律
珍妮特·卡萬迪塞拉航天公司總裁和前宇航員
珍妮特·卡凡迪負責(zé)塞拉太空公司的太空項目，包括追夢人太空飛機。卡萬迪還領(lǐng)導(dǎo)著塞拉太空人類航天中心和宇航員培訓(xùn)學(xué)院，負責(zé)宇航員的選拔、培訓(xùn)和人類健康。此前在美國國家航空航天局，卡萬迪在1998年，2000年和2001年分別執(zhí)行了STS-91 ， STS-99和STS-104航天飛機任務(wù) 。她結(jié)束了在美國宇航局的職業(yè)生涯，擔(dān)任俄亥俄州克利夫蘭的約翰·h·格倫研究中心主任。
牛頓第一運動定律和空間有什么關(guān)系？
對接時，如果你繼續(xù)你的飛船向空間站，如果你不做出改變，你會撞上它。你必須操縱飛船，以便獲得正確的速度和正確的角度，并且你們都以每小時17，500英里[28 ， 000公里/小時]的速度一起移動。
牛頓第二運動定律和空間有什么關(guān)系？
月亮的形成證明了這一定律。這個巨大的天體猛烈撞擊地球，導(dǎo)致地球再次熔化。我們的星球噴射出另一個斑點，變成一堆不同的粒子，然后重新聚集，形成了月球。這種動力也使地球減速。
牛頓第三定律和空間有什么關(guān)系？
當(dāng)這些行星相撞最終形成月球時，它們并沒有相互彈開。相反，能量使地球熔化并噴射出物質(zhì) 。