牛頓運(yùn)動(dòng)定律

????????牛頓三大定律是經(jīng)典力學(xué)的基石，經(jīng)典的流體力學(xué)理論作為經(jīng)典力學(xué)在流體中的延伸和應(yīng)用，其基礎(chǔ)也是牛頓三大定律。相信讀者對(duì)牛頓三大定律已經(jīng)非常熟悉了，本講義帶領(lǐng)大家復(fù)習(xí)一下，讀者可以選擇跳過(guò)。

????????牛頓第一定律提出，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，因?yàn)樵谖矬w不受力時(shí)會(huì)一直保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或者靜止?fàn)顟B(tài)。

????????牛頓第二定律是牛頓運(yùn)動(dòng)定律的核心，它構(gòu)建了物體受力和加速度的關(guān)系，解釋了在物體受力的情況下，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是如何被改變的。具體來(lái)講，對(duì)于一個(gè)質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)，在力

的作用下，其加速度為，三者之間存在以下關(guān)系

雖然高中物理課本廣泛采用了此種定義方式，但是牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中的原始表述并不是這樣。牛頓說(shuō)，對(duì)于一個(gè)動(dòng)量為的質(zhì)點(diǎn)，在力的作用下，其動(dòng)量的時(shí)間變化率與成正比，即

由于動(dòng)量

經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是個(gè)常數(shù)，可以提出來(lái)

根據(jù)加速度的定義

????????這就是我們?cè)谥袑W(xué)常見(jiàn)的公式，這兩種說(shuō)法是一個(gè)意思。所以牛頓第二定律也可以看作是構(gòu)建了物體受力和動(dòng)量的關(guān)系，即，物體動(dòng)量的時(shí)間變化率其實(shí)就等于它受的力。我們后續(xù)在推導(dǎo)流體的動(dòng)量方程時(shí)，也會(huì)涉及到流體動(dòng)量的變化率，本質(zhì)上就是牛頓第二定律。

????????牛頓第三定律闡釋了存在力的作用的兩個(gè)物體之間作用力與反作用力的關(guān)系，作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，且作用在同一條直線上，對(duì)于流體，當(dāng)然也適用。