A-level 物理/力学和运动/动力学

动力学是研究物体运动的原因以及力对运动物体的影响。

质量

当你站在一辆公交车上，公交车突然加速时，你的身体似乎被向后推去；如果公交车突然刹车，你的身体似乎被向前推去。注意，当公交车向左转时，你似乎被向右推去；当公交车向右转时，你似乎被向左推去。

再考虑一个装满东西的购物车。如果你试图从静止状态推它，你需要花一些力气才能让它动起来。同样，如果你试图在它高速运动时让它停下来，或者试图让它向左或向右转，也会遇到同样的情况。

在这两种情况下，具有质量的物体都抵抗着运动的变化。在第一种情况下，是你的身体试图保持之前的运动状态。当公交车转弯时，你的身体也试图保持直线运动，尽管它看起来像是向侧面移动了。实际上发生的事情是你的身体仍然沿直线运动，而公交车则朝相反的方向转弯。购物车也表现出相同的行为。当它静止时，它试图保持静止；当你试图让它停止运动时，它会试图继续运动。你的身体和购物车都有质量。

从这里，我们可以定义质量的属性

质量会抵抗运动的变化。

也就是说，任何有质量的物体都会抵抗任何运动的变化。质量更大的物体比质量更小的物体更能抵抗运动的变化。就像购物车只装了半满，你会发现更容易改变它的运动。这就是牛顿的第一运动定律：静止的物体将保持静止，除非受到外力的作用。反之：运动的物体将保持运动，除非受到外力的作用。

在 SI 系统中，质量的单位是千克 (kg)。

力

我们对力都有本能的理解。简单地说，力包括推或拉。对物体施加力会导致物体加速。

试着用你的手指推墙。这样做，你被认为是在对墙施加力。你会感觉到墙在“推”你。墙被认为是在对你施加力。你对墙施加的力总是等于墙对你施加的力（牛顿第三定律）。*注意，这些力作用在不同的物体上。因为墙很重，你对它施加的力不会明显地移动它。然而，由于你轻得多，你可能会被墙对你施加的力移动。试试看！

力可以从不同的方向施加到物体上。力被认为是矢量量。

力和加速度

对物体施加力会导致物体加速。相同的力作用在不同质量的物体上会导致每个物体产生不同的加速度。我们观察到，对轻物体施加的力会导致比对重物体施加的相同力更大的加速度。我们还观察到，物体的加速度与其所受的力成正比。

这可以用公式 F = kma 来概括，其中 F=力，k=某个常数，m=质量，a=加速度。

牛顿的定义

在 SI 单位制中，力用牛顿来衡量。一个牛顿是指使质量为 1 kg 的物体以 $1{\rm {ms^{-2}}}$ 的加速度所需的力。因此，我们定义了力的单位，使得 F = kma 中的 k 值为 1，从而将方程简化为 F = ma。

1 N = 100000 达因 = 0.101971621298 千克力 = 0.2248089431 磅力

1 达因 = 1E-5 牛顿，1 千克力=9.80665 牛顿，1 磅力=4.44822161526 牛顿

重量

物体的重量定义为作用在物体上的重力，它取决于物体的质量。注意，重力加速度（或自由落体加速度，通常用 g 表示）对于所有物体都被视为常数 $9.81{\rm {ms^{-2}}}$，尽管它在不同的地方略有不同。该力（重量）的方向始终指向地球中心。我们可以通过公式 W = mg 计算物体的重量，其中 W=重量，m=质量，g=自由落体加速度。粗略地说，一个苹果的重量大约是一个牛顿。

• 牛顿第三定律：作用力与反作用力总是大小相等，方向相反。

粒子在流体中的运动

粒子运动的力学。

在流体中运动的粒子上有三个力作用；

1) 外力（重力或其他力）；

2) 拖曳力（当粒子与流体之间存在相对运动时出现）；

3) 浮力（作用方向与外力平行，但方向相反）。

密度

$Density={\frac {Mass}{Volume}}$

粘度

流体的粘度是衡量其流动阻力的指标。物体在其表面附近拖动流体。物体移动得越快，粘性阻力越大。