2. Fórmula: F =ma
Fórmula original de Newton: f = δ (MV)/δ t (ver "Principios matemáticos de la filosofía natural" de Newton). Es decir, la fuerza es proporcional a la tasa de cambio del impulso del objeto, también llamado teorema del impulso. En la teoría de la relatividad, F=ma no se cumple, debido a que la masa cambia con la velocidad, aún use f = δ (MV)/δ t.
3. Algunas notas:
(1) La segunda ley de Newton es la ley instantánea de la fuerza. La fuerza y la aceleración ocurren, cambian y desaparecen al mismo tiempo.
(2)F=ma es una ecuación vectorial y se debe especificar la dirección positiva al aplicarla. Cualquier fuerza o aceleración que esté en la misma dirección que la dirección positiva debe tomar un valor positivo, de lo contrario tomará un valor negativo y la dirección de aceleración generalmente toma la dirección opuesta.
(3) Según el principio de acción independiente de la fuerza, cuando se utiliza la segunda ley de Newton para tratar el movimiento de un objeto en un plano, la fuerza que actúa sobre el objeto se puede descomponer ortogonalmente y la La forma componente de la segunda ley de Newton se puede aplicar en dos direcciones mutuamente perpendiculares: Fx=max, Fy=may.
4. Cinco propiedades de la segunda ley de Newton:
(1) Causalidad: La fuerza es la causa de la aceleración.
(2) Vectorialidad: la fuerza y la aceleración son vectores, y la dirección de aceleración de un objeto está determinada por la dirección combinada de las fuerzas externas sobre el objeto. En la expresión matemática ∑F = ma de la segunda ley de Newton, el signo igual no solo significa que los valores en los lados izquierdo y derecho son iguales, sino que también significa que la dirección es la misma, es decir, la dirección de aceleración. del objeto es la misma que la dirección de la fuerza externa.
(3) Instantaneidad: Cuando la fuerza externa que actúa sobre un objeto (con una determinada masa) muta, la magnitud y dirección de la aceleración determinada por la fuerza también mutan cuando la fuerza externa es cero; La aceleración también cambia. Es cero al mismo tiempo y la aceleración y la fuerza externa están en correspondencia uno a uno. La segunda ley de Newton es la ley de correspondencia instantánea, que expresa el efecto instantáneo de la fuerza.
(4) Relatividad: Existe un sistema de coordenadas en la naturaleza. En este sistema de coordenadas, cuando no hay fuerza sobre el objeto, mantendrá un movimiento lineal uniforme o reposo. Este sistema de coordenadas se llama sistema de referencia inercial. El suelo y los objetos que están estacionarios o que se mueven en línea recta con velocidad uniforme con respecto al suelo pueden considerarse sistemas de referencia inerciales. Las leyes de Newton solo son válidas en sistemas de referencia inerciales.
(5) Independencia: Cada fuerza que actúa sobre un objeto puede producir de forma independiente una aceleración, y la suma vectorial de las aceleraciones producidas por cada fuerza es igual a la aceleración producida por la fuerza resultante.
(6) Identidad: A y F corresponden a un determinado estado del mismo objeto.
[Editar este párrafo] Ámbito de aplicación de la segunda ley de Newton
(1) Sólo se aplica a objetos que se mueven a velocidades bajas (muy inferiores a la velocidad de la luz, especialmente en el forma de F=ma).
(2) sólo se aplica a objetos macroscópicos, y la segunda ley de Newton no se aplica a partículas microscópicas.
(3) El sistema de referencia debe ser un sistema inercial. No aplicable a sistemas no inerciales.
Pero aún podemos introducir la "fuerza inercial" para que la expresión de la segunda ley de Newton sea aplicable a sistemas no inerciales.
Por ejemplo, hay un carro que se mueve en línea recta con respecto al suelo con una aceleración de A. Se coloca una bola de masa m en el piso del carro. Supongamos que la suma de las. La fuerza externa que actúa sobre la pelota es F, y la aceleración del carro es A', tomando el carro como marco de referencia, es obvio que la ley del movimiento de Newton no se cumple. Es decir,
F=ma ' no es cierto.
Si usas el suelo como marco de referencia, puedes obtener
F=ma al suelo
donde A es la aceleración de la pelota con respecto al suelo. Según la relatividad del movimiento,
a al suelo = a a '
Al incorporar esta fórmula a la fórmula anterior, tenemos
F=m(a a ' )=ma ma '
Entonces F (-ma)=ma '
Entonces en este punto se introduce Fo=-ma, lo que se llama fuerza de inercia, entonces F Fo = ma '
Ésta es la expresión utilizada por la segunda ley de Newton en un sistema no inercial.
Por lo tanto, al aplicar la segunda ley de Newton en un sistema no inercial, además de las fuerzas reales y externas, también se debe introducir la fuerza inercial Fo=-ma, que está relacionada con la fuerza del no inercial. -sistema inercial respecto al sistema inercial (tierra). La aceleración A es en sentido contrario y es igual a la masa del objeto en estudio multiplicada por A.