กฎข้อที่หนึ่งเป็นเพียงกรณีพิเศษของกฎข้อที่สองหรือไม่?

ไม่เชิงทั้งหมด เมื่อแรงลัพธ์เป็นศูนย์ กฎข้อที่สองจะให้ความเร่งเป็นศูนย์ ซึ่งดูเหมือนกฎข้อที่หนึ่ง แต่บทบาทที่ลึกซึ้งกว่าของกฎข้อที่หนึ่งคือการยืนยันการมีอยู่ของกรอบอ้างอิงเฉื่อยที่กฎข้อที่สองใช้ได้

แรงกิริยาและแรงปฏิกิริยาหักล้างกันหรือไม่?

ไม่ แรงทั้งสองกระทำต่อวัตถุที่ต่างกัน ดังนั้นจึงไม่มีทางหักล้างกันบนวัตถุเดียว การหักล้างจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อแรงทั้งสองกระทำต่อวัตถุเดียวกันเท่านั้น

กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน

กฎการเคลื่อนที่สามข้อของนิวตันเป็นสัจพจน์พื้นฐานที่เชื่อมโยงแรงที่กระทำต่อวัตถุกับการเคลื่อนที่ของวัตถุนั้น ได้แก่ กฎความเฉื่อย กฎ F = dp/dt และกฎการกระทำและปฏิกิริยา

ค้นหาหัวข้อด้วย PaperMindเร็ว ๆ นี้Find papers & topics

Tools & resources

ดาวน์โหลดสไลด์

Learn & explore

วิดีโอเร็ว ๆ นี้

Definition

กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันเป็นสัจพจน์สามข้อที่ระบุว่า (1) ความเร็วของวัตถุจะคงที่ เว้นแต่จะมีแรงลัพธ์มากระทำต่อวัตถุนั้น (2) แรงลัพธ์ที่กระทำต่อวัตถุเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมเชิงเส้นของวัตถุนั้นเทียบกับเวลา และ (3) แรงกิริยาทุกแรงจะถูกจับคู่ด้วยแรงปิฏิกิริยาที่เท่ากันและตรงข้ามกันที่กระทำต่อวัตถุอีกชิ้นหนึ่ง

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงการกล่าวถึง การตีความ และการประยุกต์ใช้กฎสามข้อของนิวตัน: กฎข้อที่หนึ่งที่นิยามกรอบอ้างอิงเฉื่อยและความเฉื่อย, กฎข้อที่สองที่เชื่อมโยงแรงลัพธ์กับอัตราการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัม, และกฎข้อที่สามของแรงปฏิกิริยาที่เท่ากันและตรงข้ามกัน ซึ่งรวมถึงการวิเคราะห์แผนภาพวัตถุอิสระ บทบาทของมวล และเงื่อนไขที่กฎเหล่านี้สามารถนำมาใช้ได้

Core questions

อะไรคือนิยามของกรอบอ้างอิงเฉื่อย และเหตุใดกฎข้อที่หนึ่งจึงตั้งสมมติฐานถึงกรอบอ้างอิงดังกล่าว?
กฎข้อที่สองเชื่อมโยงแรง มวล และความเร่งได้อย่างไร?
เหตุใดแรงปฏิกิริยาจึงต้องมาเป็นคู่ที่เท่ากันและตรงข้ามกันเสมอ?

Key concepts

ความเฉื่อยและมวลเฉื่อย
แรงลัพธ์และแผนภาพวัตถุอิสระ
กรอบอ้างอิงเฉื่อย
คู่แรงกิริยา-ปฏิกิริยา
สมการการเคลื่อนที่

Key theories

กฎข้อที่หนึ่ง (กฎความเฉื่อย): วัตถุจะรักษาสภาพหยุดนิ่งหรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ในแนวเส้นตรง เว้นแต่จะมีแรงภายนอกสุทธิมากระทำต่อวัตถุนั้น ซึ่งเป็นการนิยามทั้งความเฉื่อยและระบุประเภทของกรอบอ้างอิงเฉื่อยที่กฎเหล่านี้ใช้ได้
กฎข้อที่สอง (F = dp/dt): แรงลัพธ์ที่กระทำต่อวัตถุเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมเชิงเส้นของวัตถุนั้นเทียบกับเวลา ซึ่งจะลดรูปเป็น F = ma สำหรับมวลคงที่ และเป็นสมการการเคลื่อนที่หลัก
กฎข้อที่สาม (แรงกิริยา-ปฏิกิริยา): เมื่อวัตถุหนึ่งออกแรงกระทำต่อวัตถุที่สอง วัตถุที่สองจะออกแรงกระทำต่อวัตถุแรกในขนาดที่เท่ากันและทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งเป็นพื้นฐานของการอนุรักษ์โมเมนตัมสำหรับระบบโดดเดี่ยว

Clinical relevance

กฎทั้งสามข้อนี้ถูกนำไปประยุกต์ใช้ในการวิเคราะห์สถิตยศาสตร์และพลศาสตร์ในงานวิศวกรรม ตั้งแต่การกำหนดขนาดของโครงสร้างค้ำจุนไปจนถึงการออกแบบระบบแรงขับและแรงปฏิกิริยาของยานพาหนะและจรวด และยังคงเป็นแบบจำลองที่ใช้ได้กับการเคลื่อนที่ใดๆ ที่ความเร็วและขนาดในชีวิตประจำวัน

History

นิวตันได้กล่าวถึงกฎทั้งสามข้อนี้ในฐานะสัจพจน์ในตอนต้นของหนังสือ Principia ปี ค.ศ. 1687 โดยสร้างขึ้นบนหลักความเฉื่อยของกาลิเลโอและแนวคิดเรื่องปริมาณการเคลื่อนที่ที่อนุรักษ์ไว้ของเดส์การ์ต การกำหนดสูตรที่แม่นยำในแง่ของโมเมนตัมและการแยกแยะกรอบอ้างอิงเฉื่อยได้รับการปรับปรุงให้คมชัดขึ้นโดยนักเขียนในยุคหลัง แต่ตัวกฎเองยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในฐานะพื้นฐานของพลศาสตร์คลาสสิก

Key figures

Isaac Newton
Galileo Galilei
René Descartes

Seminal works

newton1687
taylor2005

Frequently asked questions

กฎข้อที่หนึ่งเป็นเพียงกรณีพิเศษของกฎข้อที่สองหรือไม่?: ไม่เชิงทั้งหมด เมื่อแรงลัพธ์เป็นศูนย์ กฎข้อที่สองจะให้ความเร่งเป็นศูนย์ ซึ่งดูเหมือนกฎข้อที่หนึ่ง แต่บทบาทที่ลึกซึ้งกว่าของกฎข้อที่หนึ่งคือการยืนยันการมีอยู่ของกรอบอ้างอิงเฉื่อยที่กฎข้อที่สองใช้ได้
แรงกิริยาและแรงปฏิกิริยาหักล้างกันหรือไม่?: ไม่ แรงทั้งสองกระทำต่อวัตถุที่ต่างกัน ดังนั้นจึงไม่มีทางหักล้างกันบนวัตถุเดียว การหักล้างจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อแรงทั้งสองกระทำต่อวัตถุเดียวกันเท่านั้น