牛頓運動定律

1 牛頓第一運動定律

當物體不受外力作用，或所受合力為零時，原先靜止者恆靜止，原先運動者恆沿着直線作等速度運動。該定律又稱為「慣性定律」。

牛頓第一定律指物體具有保持原來運動狀態的性質，也被稱為慣性定律：在不受任何外力或所受外力之和為零的狀態下，運動中物體總保持勻速直線運動狀態，靜止物體總保持靜止狀態。慣性因質量變化而變化。

由於牛頓第一定律需要的外力為零的情況無法在實際中完成，所以牛頓第一定律無法用實驗證明。它是牛頓在伽利略等前人實驗和結論的基礎上得出來的。伽利略所謂的實驗是指一個假想的理想實驗。

首先把兩個斜面對接，讓靜止的小球沿着一個斜面滾下來，小球將滾上另一個斜面。前提是必須在理想空間，而且兩個斜面的高度一樣。現在想像把另一個斜面放在無窮遠，那麼該小球將不停地運動，而且是以均速，沿着直線運動。雖然說透過真正的實驗也可以證明，但是其效果並不是很明顯。

這一個理論剛被提出時不被大家接受，因為這不符合我們的生活經驗。但是當時人們不了解摩擦力也是種外力，不過伽利略的假想實驗以可靠的事實為基礎，經過抽象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，更深刻地反應了自然規律。

物體受力後其加速度，和其所受的合力（即合力）成正比，且處於同一方向。也可描述為物體受到外力作用時，它所獲得的加速度的大小與外力的大小成正比，並與物體的質量成反比，加速度的方向與外力的方向相同。即：

$LaTeX: F=ma$

其方程微分形式為：

$LaTeX: F=m\frac{d^2r}{dt^2}$

其中：r為位置矢量，t為時間

當兩物體相互作用時，彼此互以力作用於對方，兩者大小相等，方向相反，但作用在不同的物作用體上。該定律又稱為「作用力與反作用力定律」。