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牛顿运动定律在生活中的存在与应用

2018-02-18吕学睿

中文信息 2018年12期
关键词:运动定律牛顿

吕学睿

摘 要:牛顿是人类历史上杰出的科学家,他在十七世纪提出的牛顿三大定律对于科学进程发展起到了决定性的作用,很多科学发明都是基于牛顿三大定律原理而来的。牛顿运动定律在日常生活中也经常可以遇见,很多现实生活中的事物,都彰显着牛顿运动定律的原理。所以本文就对现实生活中各种现象来基于牛顿运动定律进行说明和分析,从而通过活生生的现实事件来说明牛顿运动定律的无处不在。

关键词:牛顿 运动定律 日常

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2018)12-0-01

一、牛顿第一运动定律

在初中、高中的物理课本中,清清楚楚的讲述了牛顿三大定律,在很多物理原理中,也都有牛顿三大定律的影响,所以牛顿定律的重要性也是不言而喻的。通常对于牛顿第一定律也就是牛顿第一运动定律的定义就是任何物体的状态只有两种,就是静止或匀速直线运动两种,并且只有在外力对其作用下,才能改变物体的运动状态。在我们生活的自然环境中,每一个物体都会受到其他物体的力的影响,理论上也不可能有任何一个物体是完全脱离其他物体的影响和作用的。哪怕是在一个悬浮的空中,物体也会受到引力和风力的影响。当然,由于牛顿第一运动定律相对抽象,因此也可以理解成当物体没有受到外力的影响和作用时,物体依然会保持之前的运动状态,比如是静止状态或匀速直线运动状态。实际上如果物体受到其他力的影响较少时,那么本身就会更大可能保持自身之前的运动状态,也很难发生状态的改变。在现实生活中,牛顿第一运动定律无处不在。比如在陡坡状态下,自行车从高处到低处的平滑地面时,能够滑行相当长的距离。而在实验室的环境中,将陡坡的材料换成摩擦系数更低的玻璃时,试验小车从陡坡高处向低处滑行时,甚至能滑行更远的距离。这就是由于玻璃材料的摩擦系数更小,并且实验室并没有风阻的影响,所以才能让试验小车保持之前的运动状态的时间更为长久。此外,我们也能经常在乘坐公交车时,公交司机经常会因为紧急情况刹车,那么乘客如果站立不稳,很容易向前摔倒。但如果是公交车突然启动时,站立不稳的乘客会向后摔倒。分析原因,是由于当公交车突然急刹车时,乘客是由于惯性还在向前运动,所以当状态突然发生改变,就会因为惯性的原因向前摔倒。同理当公交车突然启动,乘客的状态是从静止到前进,也会由于惯性还处于静止状态,所以就会向后摔。此外,在冬天或者是下雨天时,很多汽车在较为光滑的路面上行驶,一旦刹车时,就由于冰面的阻力小的原因,所以自身惯性就会增强,依然会向前行驶很长一段距离,这就是老司机常说的溜车。实际上牛顿第一运动定律在运动比赛、工业生产等领域随处可见,只要掌握这种规律,必然就能为我们所用。

二、生活中存在的牛顿第二运动定律

牛顿第二定律就是牛顿第二运动定律。它的定义是:物体自身的加速度的多少和它的作用力是呈正比关系的,但是跟物体的质量是呈反比关系的,并且和物体质量的倒数的关系也是呈正比。物体的加速度的方向也是和物体的作用力的方向完全一致的。由于物体在自然环境下通常会受到不同力的同时作用,但是物体的加速度仅仅和作用力有直接的关系,而和其他作用在物体的力并没有直接的联系。

实际上牛顿的第二定律非常形象的体现了物体的运动状态的变化以及对其物体施加的力的彼此的联系。牛顿第二定律在物理学上的作用和影响力非常突出,并且在日常生活中,牛顿第二定律也有非常多的实际案例。比如足球是静止在草坪时,那么人在踢足球时,足球就会获得较大的加速度,并且运动状态有了变化。当人对于足球的作用力越大时,那么足球的加速度也会越大,并且足球的运动速度也就飞快。当然,如果我们传球的时候,足球也会很听话的朝着人传球的方向运动。在足球比赛或训练中,实际上足球受到的力远远不止一个力,比如球员之间的连续传球时,足球本身就受到很多不同方向获得的力,这时足球的运动方向以及速度都会发生改变,并且也会出现朝着相反的方向运动。比如在罚角球时,罚球队员罚出的球速度飞快,加速度也很大,这时接应队员并不需要用力改变球的路线,只需要轻轻一碰,就可以凭借之前的加速度狠狠的射向球门,这就是牛顿第二定律的实际体现。

三、牛顿第三运动定律在生活中的实际应用

对于牛顿第三定律的定義,可以理解成两个物体在相互作用时,自身的作用力都是大小相同,并且方向是相反的,并且作用力也都是基于一条直线上的。而且力的作用也不能脱离物体而单独的存在,换句话说,力必须要有施加力的物体才行。而且作用力和反作用力也是相互的。并且需要强调的是,物体之间的作用力和反作用力的作用都是同一时间发生,同时出现、同时消失的。

对于牛顿第三定律在生活中的案例,更是比比皆是。比如在汽车交通事故中,两部汽车发生碰撞,那么对于两部汽车产生的作用力和反作用力都是相同的,如果一辆车因为和另外一辆车发生碰撞而受损严重,另外一辆车必然也因为作用力而导致受损。在拳击比赛中更是如此。为什么拳击比赛需要戴拳套,就是为了降低反作用力对于选手的伤害。在拳击手向对手挥拳的同时,对方受到了强大的作用力,而自身的拳头也面临同样的反作用力,如果不戴全套,那么拳头也会受到较大的伤害。在足球比赛时,脚踢出的足球,由于作用力的原因,足球受到了较大的作用力而改变其运动状态和运动轨迹,而选手的脚也受到了同样的相反作用力,如果没有球鞋的保护,选手也很容易面临受伤的可能。

结语

牛顿三大定律在物理学上的作用是非常突出的,在生活中也随处可以发现定律的使用。只有很好的理解和掌握牛顿三大定律,就能充分的利用它们去做更多的事情,这样才能更好的帮助人类文明不断发展向前。

参考文献

[1]曾庆军.对生活中常见的物理小知识的解析[J]新教育:时代电子杂志:教师版.2017 年(11).

[2]杨佳琪.关于“牛顿运动定律”的学习体会[J]文理导航旬刊.2017 年(2).

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