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第一章基础物理

本章介绍一些基本物理观念，在此只能点到为止，如果你在学校已

上过了或没兴趣学，请跳过这一章直接往下看。

第一节速度与加速度

速度即物体移动的快慢及方向，我们常用的单位是每秒多少米﹝米

/秒﹞，加速度即速度的改变率，我们常用的单位是﹝米/秒/秒﹞，如

果加速度是负数，则代表减速。

第二节牛顿三大运动定律

第一定律：除非受到外来的作用力，否则物体的速度(v)会保持不

变。没有受力即所有外力合力为零，当飞机在天上保持等速直线飞行时，

这时飞机所受的合力为零，与一般人想象不同的是，当飞机降落保持相

同下沉率下降，这时升力与重力的合力仍是零，升力并未减少，否则

机会越降越快。

第二定律：某质量为m的物体的动量(p=mv)变化率是正比于外

加力F并且发生在力的方向上。此即著名的F=ma公式，当物体受一个

外力后，即在外力的方向产生一个加速度，飞机起飞滑行时引擎推力大

于阻力，于是产生向前的加速度，速度越来越快阻力也越来越大，迟早

引擎推力会等于阻力，于是加速度为零，速度不再增加，当然飞机此时

早已在天空了。

第三定律：作用力与反作用力是数值相等且方向相反。

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比如，你踢门一脚，你的脚也会痛，因为门也对你施了一个相同大小的

力。

第三节力的平衡

作用于飞机的力要刚好平衡，如果不平衡就是合力不为零，依牛顿

第二定律就会产生加速度，为了分析方便我们把力分为X、Y、Z三个

轴力的平衡及绕X、Y、Z三个轴弯矩的平衡。

平衡则会在合力的方向产生加速度，行中的飞机受的力可分为升

力、重力、阻力、推力﹝如

图一﹞，升力由机翼提供，

推力由引擎提供，重力由地

引力产生，阻力由空气产

生，我们可以把力分解为两

个方向的力，称x及y方向﹝当然还有一个z方向，但对飞机不是

很重要，除非是在转弯中﹞，机等速直线行时x方向阻力与推力

大小相同方向相反，故x方向合力为零，飞机速度不变，y方向升力

与重力大小相同方向相反，故y方向合力亦为零，飞机不升降，所以

会保持等速直线飞行。

弯矩不平衡则会产

生旋转加速度，在飞机

来说，X轴弯矩不平衡

飞机会滚转，Y轴弯矩

不平衡飞机会偏航、Z

2

轴弯矩不平衡飞机会俯仰﹝如图二﹞。

第四节伯努利定律

伯努利定律是空气动力最重要的公式，简单的说流体的速度越大，

静压力越小，速度越小，静压力越大，这里说的流体一般是指空气或水，

在这里当然是指空气，设法使机翼上部空气流速较快，静压力则较小，

机翼下部空气流速

较慢，静压力较大，

两边互相较力﹝如

图3﹞，于是机翼就