牛頓三大運動定律的探討 Part 1

牛頓這個人，真的是一個奇葩。他提出了動量與角動量守恆。他證明了廣義的二項式定理。他為古典光學貢獻的許多，如三稜鏡的發散以及發明反射望遠鏡。他發現的萬有引力(方式可能不如大家預期)，並運用此將重力和克卜勒的行星運動定律結合，證實了此定律，並為日心說提供相當的證據。

廣義二項式定理

三稜鏡的光學

然而，說到他最大的成就，應該就是三大運動定律了。這三個定律是古典物理學中最具代表性的定律，也奠定我們日後物理學的基礎。很遺憾地，這意味著它們會被拿來做壞事，也就是出現在考卷上。

先說一下三大運動定律的基本觀念:
(1)慣性定律:若沒有受到外力，那物體會維持它先前的運動。
(2)F=ma(我是叫它外力定律):物體所受的外力為物體的質量和加速度的乘積。
(3)作用力與反作用力:當兩個物體作用於對方，則彼此施予的力，大小相等，方向相反。

各位知道了之後，馬拉松要就此展開，撐著點，我們要進入慣性運動了!

慣性運動，我想，大家都有感受過。搭乘公車或火車時，突然的煞車，會讓你往前傾，而突然的加速，則會讓你感覺要往後跌一般。

這是因為你的身體想要維持他原有的運動習慣。原本公車的運動為一個高速的前進，突然煞車，則身體會想要維持那高速的運動，所以會相對於車子繼續往前。原本公車靜止，後來改成高速運動，那身體也會想要維持靜止，所以相對於車子會往後倒。

也有一種現象，能夠看到慣性的蹤跡。

如圖所示，假設斜面光滑，而且沒有空氣阻力(也就是沒有外力)，那不管第二個斜面的傾斜角度，他都會回到原本的高度，而如果沒有回到原本高度，則小球會一直運動著，不暫停。這是因為從斜面到水平面的轉接處，其速度不會減少，而由於沒有受到外力的作用，維持原有的運動，在同一平面上，其速度會維持不變。

最後用一題經典的試題來做總結!

Ex. 一球意外地從飛行中的飛機上掉下 ( 如圖 )，從地面上觀察球運動最可能的軌跡，應為圖中 (A)~(E) 選項的那一項？

解答來囉，快讓路~

答案為(D)。從高處自靜止掉落，應為自由落體運動，故第一直覺會看向(Ｂ)。然而，因為飛機有水平的速度，球會維持他原有的運動習慣，也就是向右的速度v。有一水平初速，又為自由落體運動，即符合水平拋射的條件，故選(D)最為接近。

Part 1就這樣結束了，Part 2會繼續討論第二和第三運動定律，並且將這個大主題做個完整的收尾喔!謝謝各位，記得分享跟留言。用E-mail訂閱我的部落格，即可收到第一手的消息喔!