力、质量和加速度：牛顿第二运动定律
艾萨克·牛顿第一运动定律指出，“静止的物体将保持静止，运动的物体将保持运动，除非受到外力的作用。”那么，当外力作用于物体时，物体会发生什么？牛顿第二运动定律描述了这种情况。
根据NASA的说法，这个定律指出，“力等于每次时间变化的动量变化。对于恒定质量，力等于质量乘以加速度。”这是用数学形式写的，因为F=m a
F是力，m是质量，a是加速度。这背后的数学很简单。如果力加倍，加速度加倍，质量加倍，加速度减半，牛顿在1687年发表了他的运动定律，在他的开创性著作《自然哲学的数学原理》（Philosophisænaturals Principia Mathematica）中，他正式描述了大质量物体在外力作用下如何运动。
牛顿扩展了伽利略早期的工作，俄勒冈州大学的物理学教授格雷格·博顿说，他发明了第一个精确的质量运动定律。伽利略的实验表明，所有物体无论大小或质量如何，都以相同的速度加速。牛顿还对笛卡尔的著作进行了批判和扩展，笛卡尔在1644年出版了一套自然定律，那是牛顿出生两年后。笛卡尔定律与牛顿第一运动定律非常相似。
加速度和速度牛顿第二定律说，当一个恒定的力作用在一个大质量物体上时，它使其以恒定的速率加速，即改变其速度。在最简单的情况下，施加在静止物体上的力使其朝力的方向加速。然而，如果物体已经在运动中，或者如果从一个移动的惯性参考系中观察到这种情况，那么这个物体可能会出现加速、减速或改变方向，这取决于力的方向以及物体和参考系相互之间移动的方向。
粗体字母F和方程中的a表示力和加速度是矢量量，这意味着它们既有大小又有方向。力可以是单个力，也可以是多个力的组合。在这种情况下，我们将方程写成∑F=ma
大∑（希腊字母sigma）表示作用在物体上的所有力或净力的矢量和。
很难想象在不确定的时间长度内对物体施加恒定力。在大多数情况下，力只能施加有限的时间，产生所谓的冲动。对于在惯性参考系中运动的大质量物体，如果没有摩擦力等力的作用，一定的冲量会引起其速度的一定变化。物体可能会加速、减速或改变方向，在此之后，物体将以一个新的恒定速度继续运动（当然，除非脉冲导致物体停止运动）。
然而，有一种情况下，我们确实会遇到一个恒定的力——重力加速度引起的力巨大的物体对地球施加向下的力。在这种情况下，重力引起的恒定加速度写成g，牛顿第二定律变成F=mg。注意，在这种情况下，F和g不是传统意义上的向量，因为它们总是指向同一个方向，向下。
质量乘以重力加速度的乘积，mg，称为重量，这只是另一种力。没有重力，一个巨大的物体就没有重量，没有一个巨大的物体，重力就不能产生总工程师。为了克服重力并提升一个巨大的物体，你必须产生一个向上的力ma，它大于向下的重力mg。
牛顿第二定律火箭在太空中飞行包含了牛顿的所有三个运动定律。
如果火箭需要减速、加速，或者改变方向，一个力被用来推动它，通常来自发动机。力的大小和提供推力的位置可以改变速度（加速度的大小部分）和方向。
现在我们知道惯性参考系中的大质量物体在受到外力时的行为，比如发动机是如何产生火箭的推力机动的，施加这种力的身体会发生什么情况？牛顿第三运动定律描述了这种情况，
由瑞秋·罗斯补充报道，现场科学贡献者。
另见：
牛顿运动惯性定律和牛顿第一运动定律附加资源
超物理：牛顿定律物理教室：牛顿定律美国宇航局：牛顿运动定律
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2024-01-29 广告
