A-level 物理/力學和運動/動力學

動力學是研究物體運動的原因以及力對運動物體的影響。

質量

當你站在一輛公交車上，公交車突然加速時，你的身體似乎被向後推去；如果公交車突然剎車，你的身體似乎被向前推去。注意，當公交車向左轉時，你似乎被向右推去；當公交車向右轉時，你似乎被向左推去。

再考慮一個裝滿東西的購物車。如果你試圖從靜止狀態推它，你需要花一些力氣才能讓它動起來。同樣，如果你試圖在它高速運動時讓它停下來，或者試圖讓它向左或向右轉，也會遇到同樣的情況。

在這兩種情況下，具有質量的物體都抵抗著運動的變化。在第一種情況下，是你的身體試圖保持之前的運動狀態。當公交車轉彎時，你的身體也試圖保持直線運動，儘管它看起來像是向側面移動了。實際上發生的事情是你的身體仍然沿直線運動，而公交車則朝相反的方向轉彎。購物車也表現出相同的行為。當它靜止時，它試圖保持靜止；當你試圖讓它停止運動時，它會試圖繼續運動。你的身體和購物車都有質量。

從這裡，我們可以定義質量的屬性

質量會抵抗運動的變化。

也就是說，任何有質量的物體都會抵抗任何運動的變化。質量更大的物體比質量更小的物體更能抵抗運動的變化。就像購物車只裝了半滿，你會發現更容易改變它的運動。這就是牛頓的第一運動定律：靜止的物體將保持靜止，除非受到外力的作用。反之：運動的物體將保持運動，除非受到外力的作用。

在 SI 系統中，質量的單位是千克 (kg)。

力

我們對力都有本能的理解。簡單地說，力包括推或拉。對物體施加力會導致物體加速。

試著用你的手指推牆。這樣做，你被認為是在對牆施加力。你會感覺到牆在“推”你。牆被認為是在對你施加力。你對牆施加的力總是等於牆對你施加的力（牛頓第三定律）。*注意，這些力作用在不同的物體上。因為牆很重，你對它施加的力不會明顯地移動它。然而，由於你輕得多，你可能會被牆對你施加的力移動。試試看！

力可以從不同的方向施加到物體上。力被認為是向量量。

力和加速度

對物體施加力會導致物體加速。相同的力作用在不同質量的物體上會導致每個物體產生不同的加速度。我們觀察到，對輕物體施加的力會導致比對重物體施加的相同力更大的加速度。我們還觀察到，物體的加速度與其所受的力成正比。

這可以用公式 F = kma 來概括，其中 F=力，k=某個常數，m=質量，a=加速度。

牛頓的定義

在 SI 單位制中，力用牛頓來衡量。一個牛頓是指使質量為 1 kg 的物體以 $1{\rm {ms^{-2}}}$ 的加速度所需的力。因此，我們定義了力的單位，使得 F = kma 中的 k 值為 1，從而將方程簡化為 F = ma。

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

1 達因 = 1E-5 牛頓，1 千克力=9.80665 牛頓，1 磅力=4.44822161526 牛頓

重量

物體的重量定義為作用在物體上的重力，它取決於物體的質量。注意，重力加速度（或自由落體加速度，通常用 g 表示）對於所有物體都被視為常數 $9.81{\rm {ms^{-2}}}$，儘管它在不同的地方略有不同。該力（重量）的方向始終指向地球中心。我們可以透過公式 W = mg 計算物體的重量，其中 W=重量，m=質量，g=自由落體加速度。粗略地說，一個蘋果的重量大約是一個牛頓。

• 牛頓第三定律：作用力與反作用力總是大小相等，方向相反。

粒子在流體中的運動

粒子運動的力學。

在流體中運動的粒子上有三個力作用；

1) 外力（重力或其他力）；

2) 拖曳力（當粒子與流體之間存在相對運動時出現）；

3) 浮力（作用方向與外力平行，但方向相反）。

密度

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

粘度

流體的粘度是衡量其流動阻力的指標。物體在其表面附近拖動流體。物體移動得越快，粘性阻力越大。