我们谈论了很多关于移动事物的科学...我们向空中扔球，
有几种方法可以预测它将以何种方式下降。
但是，我们已经忘记了一些东西：力量以及它们使事物加速发展的原因。
为此，我们将转向您可能听说过的物理学家：艾萨克·牛顿。
牛顿的三定律于1687年在他的《普林西帕》一书中出版，从而缩短了他的认识。
对于运动，他的许多想法都是新的。
300多年后的今天，如果您要描述力量对我的影响
任何日常用品...地板上的盒子，拉雪橇的驯鹿，或
电梯将您带到您的公寓...所以您需要牛顿定律。
是的...我会尽快解释您对驯鹿的看法。
[开场音乐]
牛顿关于入口的第一定律表达了物体的趋势
继续他在做什么。
它通常表示为：“将使它保持运动的运动对象和固定对象”。
除非您向他施加武力，否则他将保持稳定。”
这是另一种说法，即改变事物的移动方式……需要提供
加速...我们需要网络电源。
那么我们如何测量入口？
好吧，最重要的是我们知道大众。假设我们有两个大小的球
相同，但是一个是充气沙滩球，另一个是保龄球。
保龄球将很难移动，甚至在移动后更难以停止。
它具有更大的入口，因为它具有更大的质量。
有道理吧？质量越高意味着事物越多，您倾向于
在部队来之前继续她的所作所为，打断她。
这个想法很好地归结于牛顿第二定律：净力等于加速度
x的块，或者等式为F（net）= ma。
重要的是要记住，我们在这里谈论网络强度...多少
当我们加上抵消了其中一些力量的所有力量时，剩下的力量。
假设我们在溜冰场的光滑表面上有曲棍球……而我知道雪不是
非常时尚，但可以这么说。如果我们用
一根棍子，这是对他的一种力量...它不会被任何东西抵消。
因此磁盘正在加速。
但是当磁盘静止不动时，甚至磁盘滑入冰层时
如果您推动它，那么所有力量都是平衡的。
这称为平衡。
处于平衡状态的事物可以像滑动磁盘一样运动，但是其速度不会改变。
但是当力量不平衡时，我们就会看到激动人心的事情正在发生。
强迫全力运动的最常见例子是重力。
假设我们将一个5公斤的球笔直扔了，然后就掉了
顺便说一句，因为如果她碰到你可能真的很疼...
但是重力将球拉动，球以9.81 m / s ^ 2的速度向下加速。
因此，全力等于ma，但是这里唯一的力是重力。
这意味着，如果我们可以测量球的加速度，就可以计算出重力。
我们可以测量加速度...它是9.81 m / s ^ 2，我们将其表示为g。
因此，球上的重力必须为5千克，等于球的质量...乘以g
它等于49.05千克乘以米/秒平方！
我们经常使用此方程，这就是为什么我们经常将其写为F（g）= mg。
这就是我们定义重力或重量的方式。
现在，记住这些单位可能很棘手，所以我们称它们为牛顿。
是真的！为了纪念以撒先生，我们以牛顿为单位而不是公斤。
公斤是质量的量度！
但是重力并不是唯一起作用的力量。
因此，当我们尝试计算力时，我们通常会计算重力以外的值。
在这里，我们将讨论经常出现的力，这在（牛顿的）第三定律中得到了解释。
因此，我们知道这条定律：“对于每一个动作，都有一个平等而相反的反应。”
这意味着，如果我们在物体上施加力，它将为我们带来同等的力量。
这就是我们所说的法向力量。
在这种情况下，“法向”表示“垂直”，法向力始终为垂直
对于任何表面来说，这件事都是存在的。
至少在那时，我们要压缩一些大的，微观的东西，例如桌子。
如果我们将书放在桌子上，法向力就是按...，它就会上升。
但是，如果将其放在斜坡上，则自然力指向垂直于斜坡的方向。
现在，法向力不同于其他力量。这很特别，因为它会更改其大小。
假设我们在碗上铺了一块铝箔，然后
我们在上面放了一个小葡萄。
由于重力，葡萄豆对铝箔施加很小的力，
法向力向后推，幅度相同。
然后添加另一个小珠，使芯片上的力加倍...然后，使法向力加倍。
这将继续发生，直到您添加足够的葡萄来破坏金属箔为止。
当自然力无法与施加在自然力上的力进行比较时，就会发生这种情况。
但是，牛顿著名的第三定律是什么意思呢？
当我现在用手指推这个座椅时，我正在对其施加压力。
他在我的手指上施加了相等的力……我能感觉到的力。
但是，如果这是真的...那么，为什么我们要搬东西呢？
或者我该如何携带这个杯子？或驯鹿如何拉雪橇？
基本上，事物的移动有多种原因，除了行动和反应的力量。
例如，当驯鹿拉雪橇时，牛顿的第三定律告诉我们雪橇是
以相等的力拉。
但是，驯鹿可以将雪橇向前移动，因为它位于地面上。
当他迈步时，他用脚将地面往回拉，然后地面向前拉。
同时，随着雪橇向后拉，驯鹿拉雪橇。
但是驯鹿前进的地面力量比
雪橇的力将它推回……所以动物向前加速，雪橇也是如此。
因此，这里有一个提示：没有物理，圣诞节就不会存在。
但是，现在我们有了将可能遇到的一些力量减半的想法
当盒子留在地板上时会发生什么。
我们要做的第一件事...解决问题始终是第一件事
这样的问题...正在绘制所谓的自由形式对象图。
基本上，我们绘制项目的草稿，放置一个中点，然后
我们画出不同的箭头，代表所有力量。
我们还必须确定哪个方向是积极的...在这种情况下，我们会选择
对于我们的盒子，免费图形非常简单...有一个向下的箭头，
它代表重力，向上的箭头代表力
将资金推回的土地。
由于盒子是静止的，我们知道它没有加速，这告诉我们
幂是相等的，所以力等于0。
但是，如果我们将绳子绑在盒子的顶部，然后将其绑在天花板上
盒子悬在空中了吗？
总力保持为0，因为在盒子上没有加速度...和重力
像以前一样拉下。
但是现在，向上的反作用力来自盒子，我们称之为张力。
为了简化我们的示例，我们始终假设没有绳索块，并且不能
完全破坏它……无论它受到什么阻力，它都会依次抵抗。
这意味着拉力不是恒定的。如果盒子重5牛顿，那么
绳索中的张力也为5牛顿。但是如果再加上5牛顿的重量
绳索中的张力将变为10牛顿。
几乎是法向力如何变化，在晶片上有葡萄...但是在这里，
它是对拉力而不是推力的反应。
关键是无论它是什么，我们都可以将力量加在一起以提供绝对的力量
某些……虽然该功率可能并不总是像电梯中那样为0。
假设我们在电梯里...或者我称之为电梯。
与您一起，电梯的总质量为100公斤...并且其运动受到控制
通过配重连接到皮带轮。
计划是设置一个850公斤的配重，然后离开电梯……离开时，
电梯将比对重重，因此将开始向下加速。
希望配重可以防止其加速过多。
但是我们怎么知道它是否安全？电梯加速到底部的速度有多快？
为了找出答案，让我们首先绘制一个正向向上的自由形式的电梯图。
电梯上的重力将其拉下并等于电梯的质量g x ...
9810牛顿的力，负。
张紧力将升降机向上拉动。
这意味着对于举升，全力等于拉力减去其质量g x。
马上！由于（牛顿）第一定律指出F（net）= ma，我们可以考虑所有这些
等于电梯的质量，加速度下降了，-a ...这就是我们要解决的问题。
因此，让我们对配重做同样的事情。
重力通过负方向的8338.5 N力将其向下拉。
再一次，拉力将其拉起，直到全力等于拉力
减去配重的质量乘以g。
再一次，由于牛顿第二定律，我们知道所有这一切都等于质量
配重，加速度乘以本身“ a” ...这一次是正值，因为
配重向上移动。
如果！将所有这些结合在一起，我们发现两个方程和两个未知数。
我们没有张力的价值，也没有加速度的价值。
但是我们要解决的是加速。因此，我们使用代数来做到这一点。
当我们拥有这样的方程组时，我们可以为每个方程添加或减去所有条件
等号的一侧，将其转换为单个方程式。
例如，如果我们知道1 + 2 = 3和4 + 2 = 6，我们可以减去第一个
秒的等式得到3 = 3。
在我们的情况下，使用电梯，从第二个方程中减去第一个方程，可以节省我们的时间
从代表张力的状态开始。
现在我们只需要解决加速问题……这意味着，我们必须重新对齐等于“ a”的所有内容。
我们有一个方程式，说明“ a”等于差
在重量之间……或在系统上的总力之间……总质量的除法。
从本质上讲，这是F（net）= ma的更好形式。
并且我们可以用“ a”解决这个问题，它变为0.795 m / s ^ 2。
这根本不是主要的加速！
因此，由于我们不会跌倒很多，所以没有危险。
即使着陆很慌乱。
在这一集中，我们了解了牛顿的三个运动定律：入口如何工作，
全力等于质量x加速度，物理学家如何定义平衡，以及所有
关于“正常”力和“张力”力的东西。
速成课程物理学是与PBS Digital Studios联合制作的。你可以走了
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这集速成班课程是由Cheryl C. Kinney速成班工作室拍摄的
在这些了不起的人和我们出色的图形团队的帮助下，Thought Cafe。