牛顿运动定律包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律三条定律,由艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。具体内容如下:
牛顿第一定律(惯性定律)
任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止 。
比如,在光滑的冰面上滑行的运动员,如果没有空气阻力和冰面摩擦力,他就会一直保持匀速直线滑行状态;静止在地面上的汽车,若没有发动机提供动力以及其他外力作用,它将一直处于静止状态。这一定律明确了力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
牛顿第二定律(加速度定律)
物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。数学表达式为 ,其中 表示物体所受的合外力, 表示物体的质量, 表示物体的加速度。
例如,用同样大小的力去推一辆空车和一辆装满货物的车,空车质量小,获得的加速度大,就容易被推动且速度提升快;装满货物的车质量大,获得的加速度小,推动起来更费力且速度提升慢。
牛顿第三定律(作用力与反作用力定律)
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。
比如当人用力推墙壁时,人对墙壁施加了一个力,同时墙壁也会给人一个大小相等、方向相反的力,所以人会感觉到被墙壁“推回来”;再比如火箭发射时,火箭向下喷射燃气,燃气对火箭产生一个向上的反作用力,推动火箭升空 。