牛顿力学三定律|三大力学定律及其适用( 二 )

上述想象的极快速度就是宇宙速度，达到宇宙速度的火箭就可以挣脱地球的引力飞向太空。

任何物体想要离开所在的天体系统，必须在速度上要能够达到脱离其引力的程度，我们把这个速度称为宇宙速度。第一宇宙速度又称环绕速度，是指物体紧贴地球表面作圆周运动的速度，也就是人造卫星的最小发射速度，其大小为7.9千米每秒。第二宇宙速度又称脱离速度，是指指物体完全摆脱地球引力束缚,飞离地球而环绕太阳圆周运动的所需要的最小初始速度，其大小为11.2千米每秒。第三宇宙速度又称逃逸速度，是指在地球上发射的物体摆脱太阳引力束缚，飞出太阳系所需的最小初始速度，其大小为16.7千米每秒。第四宇宙速度是指在地球上发射的物体摆脱银河系引力束缚，飞出银河系所需的最小初始速度，其速度预计为110至120千米每秒。第五宇宙速度是指航天器从地球发射，飞出本星系群的最小速度，由于本星系群的半径、质量均未有足够精确的数据，所以无法准确得知数据大小。目前科学家估计本星系群大概有500至1000万光年，照此推算大概需要1500至2250千米每秒的速度才能飞离。

如果地球的质量更大，那么地球的引力便会更强，宇宙速度就会越高。现在，我们想像有一个这样的天体，其质量是如此之大，以至于其宇宙速度超过了光速（约合每秒30万公里）。于是，任何物体，甚至包括光在内，都无法从这个天体上逃脱。这样的天体就是黑洞。
牛顿第三运动定律牛顿第三运动定律的常见表述是：相互作用的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，作用在同一条直线上。

牛顿运动定律在研究对象上呈递进关系。第一、第二定律只研究单一物体（可以只有一个物体，也可以从众多物体中隔离出一个物体来作为研究对象），解决其不受力或受很多力作用后的运动问题；第三定律扩展了研究对象百思特网，至少研究是两个物体之间的相互作用，这种相互作用制约或影响了研究对象或研究对象以外的其它物体的运动。只有把第一、第二和第三定律有机结合才能解决全部的复杂动力学问题，由质点的动力学出发去解决质点系、刚体、流体、振动、波动等的力学问题。
牛顿运动定律基于牛顿力学的基本假设① 空间是绝对的，可以认为是数学上的抽象空间，和空间内的填充物质无关；
（相对论认为空间是相对的，在接近光速的空间中，空间收缩。物质告诉时空如何弯曲百思特网，时空告诉物质如何运动）
② 时间是连续的、均匀流逝的、无穷无尽的；
（相对论认为时间是相对的，在接近光速的空间中，时间膨胀。）
③ 时间和空间无关；
（相对论认为时空一体，不同的空间有不同的时间。）
④ 时间和运动状态无关；
（相对论认为时间与运动状态有关。）
⑤ 物体的质量和物体的运动状态无关。
（相对论认为在接近光速的空间中，质量会接近无限大。）

牛顿力学体系实质上是在建在四个独立“ 概念”的基础之上的一座大厦。这四个基础概念分别是：绝对化的“质量”、绝对化的“空间”、绝对化的“时间”和“力“（或“场”）。这里的“绝对化”其实是指不受物体运动状态影响的意思。

牛顿运动定律在日常条件下对宏观对象有很好的近似性。然而，牛顿定律（结合万有引力和经典电动力学）在某些情况下是不合适的，最显著的是在非常小的尺度，非常高的速度或非常强的引力场。因此，这些定律不能用来解释诸如半导体中的电传导、物质的光学性质、非相对论校正GPS系统中的误差和超导电性等现象。对这些现象的解释需要更复杂的物理理论，包括广义相对论和量子场理论。
牛顿运动定律只适用于质点，牛顿运动定律中所指的物体为质点。即物体的大小和形状被忽略，从而更容易关注其运动。当物体与其分析所涉及的距离相比较小时，或者当物体的变形和旋转不重要时，可以这样做。这样，即使是行星也可以被理想化为一个粒子，用来分析恒星绕恒星的轨道运动。
牛顿运动定律只适用于惯性参考系。孤立质点相对它静止或做匀速直线运动的参考系为惯性参考系。在非惯性参考系（加速参考系）中牛顿运动定律不适用，因为不受外力的物体在该参考系中也可能具有加速度，与牛顿第一运动定律相悖；只有在惯性参考系中牛顿运动定律才适用。但通过惯性力的引入可以使牛顿运动定律中的第二定律的表示形式在非惯性系中适用。