pg下载麻将胡了安卓专属特惠.安卓应用版本.中国 开局一个牛顿和若干定律，如何一统力学江湖？

若假定你身处牛顿所在的那个年代，你会怎样借着已有的经验以及规律，以开宗立派，去构建一个完备的力学体系呢，这篇文章我们要来试着复盘一下牛顿一统力学江湖的进程。

牛顿诞生于1642年，在此之前，先来大略知晓一番时代背景，就是在这一年，被称作近代科学之父的伽利略才刚离世，凭借《行星运动三大定律》为天空制定法则的开普勒才刚去世12整年呢，提出近代日心说理论的哥白尼已经去世99年了，而哥伦布发现美洲新大陆已然整整是150年前发生的事情了，就在那个时候，英国才刚刚（1640年）爆发资产阶级革命，一个世纪以前所进行的宗教改革已经让英国摆脱了对罗马教廷的遵从或者曰依附，所以牛顿再也不需要向哥白尼、伽利略二者那样提心吊胆地去开展研究探索了。

新的时期呈现出了新的难题，放置给牛顿眼前的难题是清晰可见的：力跟运动之间究竟是否存在关联？要是真的有关联，那会是何种关联呢？

01牛顿的沉思

倘若再次回到牛顿所处的那个时代，世间存在着各种各样不停运动的事物 。有蝴蝶在天空之中飞翔 ，有动物在地面之上奔跑 ；水朝着地势更低的地方流淌 ；题中所提到的足球会在天空之中划过一道弧线 ；日月星辰围绕着地球进行东升西落 。它们究竟是因为什么缘故而处于运动状态 ，其中又蕴含着怎样的共同规律呢 ？

亚里士多德讲力是物体运动的缘由，此观点已被伽利略证实是荒诞不经之谈，伽利略借严谨实验证实力并非运动的原因，仅是改变物体运动情形的缘由（致使产生加速度的原因）。要是我们于极为光滑的地面给予物体一个初始速度，那么该物体会持续做匀速直线运动，永不停歇。那么为何自行车在没人踩踏之后会逐渐停下呢？那是由于地面对自行车存在一个摩擦阻力，正是这个阻力改变了自行车的运动状况，使其渐渐减速直至停下。

如此这般，一切的滚动滑动，涵盖人和动物的行走均可借由同样的道理阐释明晰。人为何往后用力蹬地面便能往前行走呢？人既然能够往前迈进，那么必定存在一个向前的力施加于人身上，那么这个力源自何处呢？

于是在这个特定时刻，我们察觉到了牛顿第三定律得以出现的缘由；先是人用力往后蹬踩地面，紧接着地面便会给予人一个向前的摩擦力；而后当人穿着滑轮鞋去推一下墙时，自身就会朝着与墙相反的方向往后退，而这同样是由于人给了墙一个朝着墙里面的推力，所以墙也会给人一个向外的推力，正是这个推力使得人运动起来了。再加上经历了一些实验的论证核实，牛顿最终发现了牛顿第三定律：作用力与反作用力大小相等，相反方向。

牛三加成之后，地面摸爬打滚之事能统一解释，可另有一大类事情难解释：人走路骑车显著与地面接触，故有力属正常，然而苹果为啥往地落，水为何往低流呢？

苹果是往地下落的，依据伽利略的话来讲，必然存在一个朝着下方的力施加于苹果，然而苹果明明没有被任何东西触碰，可这个向下的力究竟是什么？它来自哪儿呢？难道没接触就能产生某种力吗？牛顿的思路在这儿停滞住了。

02定量的计算

牛顿第一定律（惯性定律）是被牛顿所认定或者创立的，并非伽利略，伽利略发现的是牛顿第二定律这一比被认定发现更具深度的定律，该定律表明了相关两个不同量值之物同力之间的关系，即力始终与物体运动的变化率成正比，这种关系被表达成F=ma，F代表物体所受到的合外力，m代表物体的惯性质量，a表示发生在某物体上的加速度，认识具备如上这些内容，我们能够对最简单状况之一进行动力学分析，此状况为：有质量物体运动过程中受到恒定外力的作用引起的运动。

因为物体的加速度与合外力成正比例关系，所以当物体所受的合外力是一个大小保持恒定不变的力时，物体的加速度同样是一个固定不变的值，进而可以得出物体的速度会随着时间呈现均匀的变化态势，这便是最为简单的匀变速直线运动 。

做出对匀变速问题的一个分析的是伽利略，假设物体的一开始的速度是0，最终的速度是v，由于物体是按照恒定的加速度a均匀地发生变化的，因而物体的平均速度应当是（0+v）/2=v/2，所以物体产生移动的距离（s）等于时间（t）乘上平均速度（v/2）：s=tv/2。

若物体处于匀变速运动状态， 那么它们最终具有的速度等于加速度与时间的乘积，即：v=at 。将此v代入上述距离公式， 便可得出；s=tv/2=t*at/2=（at^2）/2 。

得到了上面式子中匀变速物体运动距离与加速度以及时间的关系，由于匀变速物体加速度恒定，故而物体运动距离同时间的平方成正比例关系。

现在，随便哪个中学生都知晓这个公式，然而，在那个时候，这可是极为重要的发现，伽利略发现了匀加速物体距离与时间的关系，那么，他也能够反过来运用这个式子去判定一个运动是否为匀加速运动，他能够测量一个物体运动时距离跟时间的变化关系，要是距离跟时间的二次方成正比，那就能够证明这是一个匀加速运动。

接着，伽利略察觉到，存有一个关键的情况，那便是自由落体的运动属于匀加速的运动 。

自由落体运动，是那种处于高处之所的物体，在未受到其它力的状况下，自由自在地朝着下方落下的运动，犹如苹果熟透之后朝着地面落下这一情形，倘若要忽略空气阻力，便能够近似地将其看成是自由落体运动。自由落体运动属于匀加速运动，这又意味着什么呢？这意味着自由落体运动的加速度是恒定不变的，而依据牛顿第二定律，加速度是与力呈现出成正比的关系，如此一来也就是说，处于自由落体运动中的物体所受到力的大小同样是恒定不变的。

于是，牛顿至此弄懂了致使苹果朝下掉落的力乃是一个恒定不变的力，该力仅仅跟苹果的质量存在关联，此力会使得物体呈现出匀加速运动的状态。然而往后却又无法推进了！

03万有引力

话分两头，地面上的事情卡壳了，我们再来看看天上的情况。

半个多世纪之前，开普勒把第谷的星球运行数据拿来观察，进而总结出了行星运动的三大定律，这三大定律的背后必然潜藏着一个更深入的规律，去将它探究出来就变成了后续科学家们的使命，牛顿依靠他极为惊人的数学能力率先发现了支配行星运动的万有引力定律公式：

当中，F是行星所受之力，M与m分别是两个物体的引力质量，r为两个物体间的距离，G是万有引力常数咯。借由这个公式计算得出的行星轨道跟数据契合得相当不错呢（实际上此公式原本就是依据数据拼凑而成哒~）。

然而，行星借助这个引力来提供使其做圆周运动的向心力，那么要是没有运动将会如何呈现呢？也就是说，假设有一个物体处于静止状态，它不存在初速度，仅受到这个引力的作用，它的运动情形会是怎样的呢？

分解剖析而言也是极致简约的：已然明确牛顿第二定律已然告知我们F=ma（此乃合外力等同于惯性质量予以加速度之量乘法则），鉴于物体所承受之情势作用下的合外力乃是重力场引力那般特定范畴的特殊力作用力，所以紧接着如若是把上面所提及的引力的公式代入牛顿得以界定的第二运动定律之中去进行运算求解就能够计算推导出最终必然会产生之物也就是加速度了，情形大略就是如此这般，即：

有个问题存在于此，公式的左边部分有个质量m，公式的右边部分同样有个质量m，那么这个m究竟能不能约去呢？在中学阶段学习物理之时，老师基本上都是默认将其约去了，实际上这两个质量的概念是不一样的。左边的m是牛顿第二定律里所涉及的质量，此质量用以表征物体惯性能力的大小，故而称作惯性质量，而右边的质量m却是用来表征物体受引力大小的，这个质量被叫做引力质量。这是两个不同的概念，尽管都属于质量。要知道，在牛顿所处的那个时代呀，人们是默认将其约去的，对于惯性质量与引力质量是一样大这一点是默认认定，（而且呀实验在非常小的精度范围之内也并未发现它们存在啥不同之处），后来呢这种差异被爱因斯坦敏锐地捕捉到了，进而成为了广义相对论的重要灵感来源呢。

把两边的质量m都约去之后，我们就得到：a=GM/r^2。

这究竟意味着什么呢 ，这意味着 ：哪怕一个物体pg下载官方认证，仅仅只受到地球的引力 ，它的加速度 ，也是能够被写成这个样子的 ，它仅仅只跟地球的质量M ，物体与地球质心的距离r ，此处说明一下 ，如果是在地球表面的话 ，那么这个距离r就近似等于地球半径 ，还有万有引力常数 ，存在着关联 ，而这三个数 ，注意了 ，它-们-都-是-常-数 ！所以 ，加速度a ，同样也应该是一个固定不变的值 。

04最大的脑洞

现今，天上和地下各自呈现出两条线索，其一，于地上：伽利略采用测量距离与时间的关联方式，进而证实自由落体运动乃是匀加速运动；其二pg下载麻将胡了安卓专属特惠.安卓应用版本.中国，于天上：牛顿剖析仅在万有引力作用下运动物体的运动情形，发觉这种运动同样也是匀加速运动，并且其加速度仅仅与地球质量、半径以及万有引力常数有所关联。

在当时，牛顿尽管发现了万有引力这一现象中存在常数G，然而却没办法测量出其具体数值究竟是多少，这是因为当时实验受制于各种条件限制pg下载渠道，一直到100多年以后卡文迪许才成功测出了万有引力常数G的值，所以牛顿仅仅知道那个加速度是一个固定不变的值，可是不能计算出它具体是多少，不然便能直接进行验证了。

具有仅在地球引力作用下的运动方式的自由落体那种运动，其加速度是个恒定数值，只单纯受到地球所给予引力作用的运动，它的加速度同样是个一直固定未变的数值，二者最终究竟是不是归属于同一种运动类别呢。这究竟仅仅是发生的一种偶然巧合现象，还是它们背后所蕴含的实质根本原因其实都是相同一致的呢。要是地球针对苹果所产生的引力恰好就完全是致使苹果能够自行做自由下落动作的那个作用力，那么水朝着地势较低地方流动这种情况，球以及炮弹在天空中运行所形成的弧线轨迹，也都是因为同样的缘由所导致的，如此一来，所有方面就都能够合理地解说清楚了 。

若确实如此这般，彼时我探究地面实则等同于探究高空，高空与地面依循着相同的规则，那璀璨星空便不再令人感到神秘莫测，于太阳系范围之内，上帝也不再拥有下达指令的权柄！牛顿呀牛顿，你可晓得自己究竟在思索些什么，倘若真的就是这般，那高空跟地面就不存在任何可供隐匿的奥秘了，这般念头实在是太过疯狂啦！

牛顿在经过深思熟虑之后最后给出了肯定答案、有了引力的助力，那个时代地球上各类运动的力源都被找到了，依据牛顿第二定律，力是物体产生加速度的缘由，那么，只要把物体受的力都弄清楚了，就能够依照牛二知晓物体的加速度，知道了加速度就能明白物体是怎样运动的，其后的不过是计算简单些或者复杂些罢了。

05动力学和运动学

所以，后续的所有问题被划分成两部分：一部分为剖析物体的受力情形。我们当下清楚人类现今已知的各类力追根溯源是引力、电磁力、强力、弱力这四种，在牛顿所处的那个时代，电磁力、强力、弱力均尚未被发觉，因而引力几乎成为了唯一的。知晓了引力的性质之后，我们大体上能够分析出运动物体的受力状况，这一部分就称作动力学。

物体受力情况全部分析妥当之后，借助牛顿第二定律能够算出其加速度，接着剖析物体的运动状况。我们想晓得物体于何时处于何地，速度是多少，物体受力所产生的加速度会让物体的运动发生怎样的改变，这一部分就称作运动学。

请你明确一下具体需求呀，可以提供让我继续改写的指令，比如按照某种特定要求进一步调整这些句子等，不然不太足够信息来准确完成任务改写呢。 基于给定内容，勉强改写如下：我们再次认真去看牛顿第二定律的那个方程，也就是F=ma，其中F是物体所受到的合外力项，m是物体所具有的惯性质量，a是加速度项。而这个方程的左边乃是F，其代表着物体的受力具体情形，物体的右边是加速度a，这一项代表着物体的运动具体状况。所以呀，牛顿第二定律实际上就是连接动力学与运动学的那根纽带，它告知受力的物体该如何去运动，故而它才这般重要。

06结语

此篇文章大致地仿写了一回牛顿构建力学体系之时的经过，期望读者万万要明明白白清清楚楚地晓得牛顿究竟是以哪样的一步跟着一步的方式把力学体系给建立起来的；他究竟是怎样去思索的，这些才是最为关键重要的。而万一将这个推进过程弄清晰了，那么那些公式就决然不会再度是冷冰冰毫无生气的公式了，而是会具备温度、拥有寓意、含有情感的，你会确切地明白它们源自何处，又会朝着哪里而去。

形成一个清晰的物理图景于脑海之中，需这般，感受到物理学壮观的美，亦需这般。