牛顿运动定律

牛顿运动定律

牛顿运动定律是经典力学的基石，由英国物理学家艾萨克·牛顿在1687年发表的《自然哲学的数学原理》中提出。这三条定律不仅深刻影响了物理学的发展，也是现代工程学和科学技术的重要基础。

牛顿运动定律（英语：Newton's laws of motion）描述施加于物体的外力与物体所呈现出的运动彼此之间的关系。这定律被誉为经典力学的基础，是英国物理泰斗艾萨克·牛顿所提出的三条运动定律的总称。这定律的现代版本通常表述为。

牛顿在发表于1687年7月5日的巨著《自然哲学的数学原理》里提出这三条定律。他将先前伽利略·伽利莱、克里斯蒂安·惠更斯等等物理大师想出的一些动力学原理整理并发展成为这三条精练简要的定律。牛顿应用这些定律来分析各种各样的动力学运动。例如，牛顿应用这些定律与牛顿万有引力定律来解释开普勒行星运动定律。

• 第一定律：假若施加于某物体的外力为零，则该物体的运动速度不变（惯性定律）
• 第二定律：施加于物体的外力等于此物体的质量与加速度的乘积
• 第三定律：当两个物体相互作用于对方时，彼此施加于对方的力，其大小相等、方向相反（作用力与反作用力）。

在过去两百年中，物理学者完成了很多个检验核对牛顿运动定律的实验与观测，对于一般的状况，牛顿定律能够计算出很好的近似结果。牛顿定律、牛顿万有引力定律、微积分数学方法，这些理论从所未有地对于各种各样的物理现象给出了一致的定量解释。对于某些状况，牛顿运动定律并不适用，这时候需要更进阶的物理理论。超高速或非常强烈重力场的状况下，我们需要相对论修正和解释一些天体运动和现象，例如黑洞。在原子尺寸，我们需要量子力学解释原子的发射光谱等物理现象。但是现代工程学里，对于一般应用案例，像车辆或飞机的运动，牛顿运动定律已能准确地解释和计算工程师遇到的问题。所以，牛顿运动定律仍是中学物理科、大学工程和理科学生的必修和基础部分。