运动三大定律是什么?
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发布时间:2022-04-24 01:14
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时间:2023-10-17 16:35
沿着哥白尼、开普勒和伽利略的脚步,牛顿在《原理》中描述了一种用数学表达的世界观。在第一册中,他考察了支配运动的定律,根据这一基本概念总结了伽利略的许多工作。
伽利略已经认识到,力改变物体的运动,如果不受力,运动中的物体就会沿着直线一直运动下去。所以一开始,在著名的牛顿第一运动定律,也叫做惯性定律中,牛顿总结了伽利略早已说过的:静止中的物体倾向于保持静止,运动中的物体倾向于以恒定的速率沿着直线不断运动。
在第二定律中牛顿提出,作用在物体上的力越大,物体的加速度就越大。但是质量越大,反抗越是加速。
最后,牛顿在他的第三定律中提到,每一个作用力都有相等的反作用力。或者说,一个物体对另一个物体施力,则第二个物体对第一个物体施同样大小而方向相反的力。发射火箭就是牛顿第三定律生效的一个好例子。火箭对喷出气流产生一股向下的推力,依据牛顿第三定律喷出气流会产生反向力。如果喷出气流的向上推力超过了火箭的重量,火箭就从发射架升起,进入大气。
牛顿第一个区分了物体的质量与重量,这两个词至今还有许多人在日常语言中互换使用,但是它们在物理学中的意义有重要的不同。物体的质量是指它对加速的反抗,或者,换一种方式来说,物体的质量就是它的惯性的多少;而物体的重量则是它和另一物体(如地球)之间引力的多少。下述例子可以说明这两个概念有什么不同,比如,宇航员的重量(宇航员的身体与地球之间的引力大小)在太空可以忽略。但是宇航员的质量(对加速的反抗),不管他是否站在地球上,都保持不变。牛顿重视语言的精确性,以及他使用数学这一普遍的语言,是对科学发展的重要贡献。科学发展到他这一时代已经足够复杂,因此比以往更需要清晰的区分。
牛顿利用《原理》第一册中的三个定律作为基础,计算地球与月亮之间的引力。他得出结论:引力正比于两个物体的质量,反比于它们中心之距离的平方。更重要的是,他认为,这一引力定律适用于整个宇宙。他还证明,他的公式能够解释所有开普勒定律。
在《原理》的第二册,牛顿讨论了笛卡儿的观点,亦即宇宙充满流体,行星和恒星的运动受旋涡支配。对宇宙的这种解释似乎回答了许多问题,因而得到了许多支持者,特别是在欧洲*。但是牛顿发现,当他把定量方法运用于这一理论时,它就不再有效。他用数学方法探讨流体如何运动这一问题,从而证明旋涡的运动不能“拯救现象”。实际观察到的行星运动与旋涡理论不符。由此,笛卡儿的体系终究无效。
牛顿《原理》的第三册,也就是最后一册,立足于前两册的基础上,写得非常有趣。如果他提出的定律和结论都是正确的话,牛顿认为,他就应该能够不仅解释科学家已经观察到的事实,而且还能对尚未观察到的现象作出预测。于是,他提出了一些让人极为惊奇的预测。
例如,牛顿证明地球不同部分的引力合在一起,使它形成球体。但是,由于它沿着自己的轴旋转,这一额外的力将会影响到球体的形状,从而在赤道处有所突出。已知地球的大小、质量和旋转的速率,他就预言了突出的大小。牛顿在一生中作过许多努力以验证这一预言,但由于地图制作者计算有误差,好像他是错了。但是实际上,他的预言不仅没错,而且精确到百分之一。
另一个著名的预言中,牛顿主张彗星并不像看起来那么神秘——它们也以椭圆轨道围绕太阳运行,但是相比于其他行星,它们的轨道更为扁平,也要更长,于是,它们甚至会跑到太阳系的边缘之外。
这一观点激发了哈雷的兴趣,他在1682年曾经观察过一颗以他的名字命名的彗星,并认识到它们大约每隔75—76年出现一次的模式,他猜想这是由于同一颗彗星每隔一定时间重复出现的缘故。基于这一前提和牛顿的计算,哈雷预言哈雷彗星将会在76年后,即1758年回归。当然,他投有活着看到——牛顿也没有看到。但是哈雷彗星确实回归了,正如它一如既往的表现,最近的一次是在1986年。下一次将在2061年。
牛顿用光做实验,证明太阳光经过棱镜可以*成为它的各种成分,或者各种颜色。许多人认为《原理》是一部空前的最伟大的科学著作。它依据两个世纪以来物理学积累的伟大成就,运用科学*中出现的新的定量化工具,解决了支配宇宙总体规划的巨大问题。最后,牛顿还使我们的宇宙观一举突破古希腊人那种卓越却是有限的见解,从而进入更为精致以及有用的境界。牛顿并不是所有事情都对。例如,他认为应该存在“绝对运动”,后来爱因斯坦用他的相对论证明那是错的。但是牛顿的推理极其严谨并且相当深刻。他把人类对宇宙的认识向前推进了巨大的一步。
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时间:2023-10-17 16:35
沿着哥白尼、开普勒和伽利略的脚步,牛顿在《原理》中描述了一种用数学表达的世界观。在第一册中,他考察了支配运动的定律,根据这一基本概念总结了伽利略的许多工作。
伽利略已经认识到,力改变物体的运动,如果不受力,运动中的物体就会沿着直线一直运动下去。所以一开始,在著名的牛顿第一运动定律,也叫做惯性定律中,牛顿总结了伽利略早已说过的:静止中的物体倾向于保持静止,运动中的物体倾向于以恒定的速率沿着直线不断运动。
在第二定律中牛顿提出,作用在物体上的力越大,物体的加速度就越大。但是质量越大,反抗越是加速。
最后,牛顿在他的第三定律中提到,每一个作用力都有相等的反作用力。或者说,一个物体对另一个物体施力,则第二个物体对第一个物体施同样大小而方向相反的力。发射火箭就是牛顿第三定律生效的一个好例子。火箭对喷出气流产生一股向下的推力,依据牛顿第三定律喷出气流会产生反向力。如果喷出气流的向上推力超过了火箭的重量,火箭就从发射架升起,进入大气。
牛顿第一个区分了物体的质量与重量,这两个词至今还有许多人在日常语言中互换使用,但是它们在物理学中的意义有重要的不同。物体的质量是指它对加速的反抗,或者,换一种方式来说,物体的质量就是它的惯性的多少;而物体的重量则是它和另一物体(如地球)之间引力的多少。下述例子可以说明这两个概念有什么不同,比如,宇航员的重量(宇航员的身体与地球之间的引力大小)在太空可以忽略。但是宇航员的质量(对加速的反抗),不管他是否站在地球上,都保持不变。牛顿重视语言的精确性,以及他使用数学这一普遍的语言,是对科学发展的重要贡献。科学发展到他这一时代已经足够复杂,因此比以往更需要清晰的区分。
牛顿利用《原理》第一册中的三个定律作为基础,计算地球与月亮之间的引力。他得出结论:引力正比于两个物体的质量,反比于它们中心之距离的平方。更重要的是,他认为,这一引力定律适用于整个宇宙。他还证明,他的公式能够解释所有开普勒定律。
在《原理》的第二册,牛顿讨论了笛卡儿的观点,亦即宇宙充满流体,行星和恒星的运动受旋涡支配。对宇宙的这种解释似乎回答了许多问题,因而得到了许多支持者,特别是在欧洲*。但是牛顿发现,当他把定量方法运用于这一理论时,它就不再有效。他用数学方法探讨流体如何运动这一问题,从而证明旋涡的运动不能“拯救现象”。实际观察到的行星运动与旋涡理论不符。由此,笛卡儿的体系终究无效。
牛顿《原理》的第三册,也就是最后一册,立足于前两册的基础上,写得非常有趣。如果他提出的定律和结论都是正确的话,牛顿认为,他就应该能够不仅解释科学家已经观察到的事实,而且还能对尚未观察到的现象作出预测。于是,他提出了一些让人极为惊奇的预测。
例如,牛顿证明地球不同部分的引力合在一起,使它形成球体。但是,由于它沿着自己的轴旋转,这一额外的力将会影响到球体的形状,从而在赤道处有所突出。已知地球的大小、质量和旋转的速率,他就预言了突出的大小。牛顿在一生中作过许多努力以验证这一预言,但由于地图制作者计算有误差,好像他是错了。但是实际上,他的预言不仅没错,而且精确到百分之一。
另一个著名的预言中,牛顿主张彗星并不像看起来那么神秘——它们也以椭圆轨道围绕太阳运行,但是相比于其他行星,它们的轨道更为扁平,也要更长,于是,它们甚至会跑到太阳系的边缘之外。
这一观点激发了哈雷的兴趣,他在1682年曾经观察过一颗以他的名字命名的彗星,并认识到它们大约每隔75—76年出现一次的模式,他猜想这是由于同一颗彗星每隔一定时间重复出现的缘故。基于这一前提和牛顿的计算,哈雷预言哈雷彗星将会在76年后,即1758年回归。当然,他投有活着看到——牛顿也没有看到。但是哈雷彗星确实回归了,正如它一如既往的表现,最近的一次是在1986年。下一次将在2061年。
牛顿用光做实验,证明太阳光经过棱镜可以*成为它的各种成分,或者各种颜色。许多人认为《原理》是一部空前的最伟大的科学著作。它依据两个世纪以来物理学积累的伟大成就,运用科学*中出现的新的定量化工具,解决了支配宇宙总体规划的巨大问题。最后,牛顿还使我们的宇宙观一举突破古希腊人那种卓越却是有限的见解,从而进入更为精致以及有用的境界。牛顿并不是所有事情都对。例如,他认为应该存在“绝对运动”,后来爱因斯坦用他的相对论证明那是错的。但是牛顿的推理极其严谨并且相当深刻。他把人类对宇宙的认识向前推进了巨大的一步。