牛顿三大定律和重力加速度

1  牛顿第一定律

孤立质点保持静止或做匀速直线运动。

2 牛顿第二定律

物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且与物体质量的倒数成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。

3 牛顿第三定律

相互作用的两个质点之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。

4 自由落体的速度和距离

牛顿第二定律的重力表达式为:

W = Fg

    = m ag        

    = m g 

其中:

  • W,Fg =重量,重力(N)
  • m =质量(kg)
  • ag = g =重力加速度(9.81 m / s2

质量是物质一种属性-是标量,而力是向量。

可以通过测量与自由落体的时间变化相关的速度变化来观察重力加速度:

ag = dv / dt

其中:

  • dv =速度变化(m / s)
  • dt =时间变化(秒)

自由落体在1秒内加速达到9.81 m / s的速度。

注意:忽略空气阻力时,靠近地面的重物和轻体将以相同的加速度掉落到地球上。

4.1 不同单位制下的重力加速度

1 ag = 1 g = 9.81 m/s2 = 35.30394 (km/h)/s

1 ag = 1 g = 32.174 ft/s= 386.1 in/s= 22 mph/s

一段时间后自由落体的速度可以计算为:

v = ag t  

其中:

  • t =时间(s)
  • v = 速度(m/s)

自由下落的物体经过一段时间后所经过的距离可以表示为:

s = 1/2 ag t2 

其中:

  • s =物体行进的距离(m)

4.2 自由落体的下落的速度和距离:

时间速度速度速度速度距离距离
(s)m/skm/hft/smphmft
19.835.332.221.94.916.1
219.670.664.343.819.664.3
329.410696.565.844.1144.8
439.2141128.787.778.5257.4
549.1177160.9110122.6402.2
658.9212193132176.6579.1
768.7247225.2154240.3788.3
878.5283257.4176313.91,029.60
988.3318289.6198397.31,303.00
1098.1353321.7219490.51608.7

表 1

注:上表为没有空气动力阻力(真空条件)的情况下实现了速度和距离。 真实情况取决于形状和表面积,较高速度的物体的空气阻力(或阻力)可能很大。

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