牛頓看到蘋果落地而發現萬有引力

然而　當牛頓提出這個想法時

都沒有人相信

直到他後來花了很長的時間

驗證出可以解釋天體運動的數學公式：

萬有引力定律

才說服了其他科學家

這個定律告訴我們：

任何有質量的兩個物體之間

皆有互相吸引的力

此力的大小與兩物體的質量乘積成正比

和距離平方成反比

狐狸貓盯著手機中的影片看得津津有味

一旁的小數蛙也湊了過來

小數蛙說　牛頓除了發現萬有引力定律之外

還提出了牛頓三大運動定律喔！

這個定律被譽為古典物理學的基礎

一直沿用到今日

為世界帶來了深遠的影響

讓我們來複習牛頓三大運動定律吧！

牛頓第一運動定律：

如果物體不受外力作用

或受外力作用但合力為零時

物體必保持原本的運動狀態

靜止的物體仍然保持靜止

運動的物體必沿著一直線作等速度運動

又稱為慣性定律

狐狸貓說

他還記得

金屬小球從斜坡上下滑的實驗

這個時候滑到水平面上的小球

會如何運動呢？

小數蛙說

如果水平面上有摩擦力

小球就會受到摩擦力作用

不符合慣性定律的原理　而漸漸停止滾動

但是如果假設斜面光滑無摩擦力

小球就會不斷向前運動

符合慣性定律的原理

原來如此！

狐狸貓點點頭　想知道其他慣性定律的例子

比方說　在行進的車子上有顆球

假設球跟車子之間沒有摩擦力

當車子急轉右彎

球的運動方向不變

持續往前

就符合慣性定律

那我們接下來看看牛頓第二運動定律吧

牛頓第二運動定律：

物體所受外力合力不為零時

必沿著合力方向產生一個加速度

此加速度的大小和外力的合力大小成正比

和物體的質量成反比

關係式為F=ma

狐狸貓看著公式F=ma　還是不太懂

小數蛙說

這個公式就是在描述如果對物體施力

則物體必會改變原本的運動狀態

也就是會產生「加速度」

量測物體質量和加速度

便可以知道合力的大小

狐狸貓又仔細觀察公式

他發現質量不變時

當外力合力為零的時候

加速度也會等於零

物體的運動就會符合第一運動定律

當外力合力不為零的時候

物體的運動就會符合第二運動定律

此外　使質量1公斤的物體

產生每秒平方1公尺的加速度　需要的力是1牛頓

最後　我們來看牛頓第三運動定律

牛頓第三運動定律：

每個作用力皆對應有一個大小相同

方向相反的反作用力

當作用力停止時

反作用力即消失

且作用力跟反作用力兩者無法互相抵消

狐狸貓覺得還是不太清楚？

於是小數蛙便舉了一個例子

狐狸貓站在地面上

受到地板作用在身上的支撐力

還有來自地球的引力

同時根據萬有引力定律

狐狸貓對地球有一引力

你知道哪兩個力互相為作用力與反作用力嗎？

因為作用力與反作用力方向相反

而且作用在不同的物體上

所以狐狸貓作用在地球的力

和地球作用在狐狸貓的力

互為作用力和反作用力

地球作用在狐狸貓的力

和地面作用在狐狸貓的力

則形成平衡力

讓火箭升空的原理與第三運動定律有關

想想看火箭如何獲得反作用力而升空呢？

經過小數蛙的詳細說明

狐狸貓更瞭解牛頓力學的概念了

他決定做一份重點整理來幫助自己記憶

第一運動定律：

不受外力作用或是外力合力等於零

物體「靜者恆靜

動者恆動」

又稱為慣性定律

第二運動定律：

外力合力不等於零

物體運動符合關係式：F=ma

力的單位為「牛頓」

第三運動定律：

每個作用力皆對應一個反作用力

此兩力同時出現、同時消失

方向相反、大小相同

無法互相抵消

萬有引力定律：

兩個有質量的物體之間

皆有互相吸引的力

此力的大小與兩物體的質量乘積成正比

與兩物體的距離平方成反比

其關係式如畫面所示

最後　小數蛙邀請螢幕前的你

和他一起來腦力激盪！

想想看

下列的現象　可以用什麼物理定律來解釋呢？

狐狸貓在等速移動的公車上跳了一下

並在原處落下

狐狸貓在游泳池中　蹬牆漂浮前進

狐狸貓投籃的軌跡呈現拋物線