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牛顿贡献三:万有引力定律推导下的力学“框架体系”

更新时间:2024-04-12 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

牛顿的贡献三:由万有引力定律推导出来的机械“框架系统”tg7物理好资源网(原物理ok网)

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《原理》第一章应用前面的基本定律来研究引力问题,包括前面提到的椭圆轨道运动和反平方向心引力的相互推导。 得到两个点状物体的引力公式:tg7物理好资源网(原物理ok网)

其中m1和m2分别是两个物体的质量,r是它们之间的距离。 G是万有引力常数,通用常数。 《原理》出版一百多年后,卡文迪什(见他的邮票第32节)于1798年使用扭力天平测量了G=6.7×10-8cm3/(g·s2),从而计算出地球的质量为6×1027g。 牛顿还证明,均匀球体对球外质点的作用与球的所有质量都集中在球心时对质点的作用是等价的。 即重力仍然可以用上面的公式来表示,其中r是粒子到球心的距离。 。 这个证明对牛顿来说很重要。 根据科学史学家的研究,正是因为牛顿没有证明这一点,所以他不能确定地心到月球中心的距离是否应该被视为地球和月球之间的距离在计算地球对月球的引力时。 尽管他已经有了万有引力的想法,但在被证明之前从未发表过。 牛顿用几何方法证明了这一点。 校样中使用的几何图出现在图 1-2 中的第一个印章上。 苹果添加此图是为了强调牛顿对万有引力理论的贡献。tg7物理好资源网(原物理ok网)

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《原理》的第二部分讨论了介质中物体的运动,批判了当时流行的笛卡尔的宇宙涡旋假说,认为行星在涡旋中的运动不能遵守开普勒定律。 第三篇文章的标题是《世界体系》,用万有引力来解释当时已知的所有天体运动,包括行星和月球的摄动、潮汐、进动、彗星等。图1-2 -4、例如行星的运动不规则现象(扰动)可以用该行星上其他行星的引力来解释; 进动可以用以下事实来解释:地球不是一个严格的球体,而是一个椭球体,而月球在地球上的重心并不经过地球球体的中心; 太阳和月亮的引力解释了潮汐等。 牛顿在文末的概括性解释中自豪地宣布:假设宇宙万物之间存在万有引力,在此基础上可以建立一个令人满意的世界体系。tg7物理好资源网(原物理ok网)

牛顿建立的世界体系就像一台机器或一座钟表,一切运动都归因于力学定律。 上帝只扮演制定运动定律和为钟表上弦(第一驱动力)的角色,但并不干预钟表的日常运作。 第三部分之后还附有一篇论文,也名为“世界体系”,对第三部分的主要结果进行了非数学的描述。 牛顿在其中用一张图来表示一个思想实验,直观地证明了使物体在轨道上运动的力与重力是同一个力:如果在高山上水平发射炮弹,如果速度不够高牛顿万有引力定律,重力会使炮弹落到地上。 当速度达到临界速度(第一宇宙速度)时,炮弹就会绕地球做一圈运动而不会下落。 该图像用于图 1-2 中的第四个印章。 1977年匈牙利发行的纪念牛顿逝世250周年的邮票如图1-12所示。 邮票上的图像更像原始图像。 这枚邮票的主邮票展示了反射望远镜的光路。 除了这张图片之外,副邮票上还有一枚火箭,上面写着“数学原理”的标题。 火箭发射绕地球运行的人造卫星无非是达到第一宇宙速度的炮弹。 关于引力轨道问题,牛顿还尝试精确计算土星的轨道,同时考虑到其巨大邻居木星对其的影响。tg7物理好资源网(原物理ok网)

牛顿说,这个三体问题让他非常头痛,以至于他一度不得不在头上绑一条毛巾,以减少血液循环来缓解。 图1-13 英国千年邮票中,纪念牛顿的邮票上展示了一张用哈勃望远镜拍摄的土星照片。 邮票上的文字是“牛顿/哈勃望远镜”。tg7物理好资源网(原物理ok网)

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万有引力的表达不包括时间,与中间介质的性质无关。 这就像一个远距离作用,不需要中间介质,也不需要时间传播。 这很难理解。 牛顿承认他无法解释引力的成因和机制。 万有引力定律只描述了两个物体如何相互吸引,但并没有解释两个物体为什么会这样相互吸引。 他说:“我并不指望弄清楚引力的起源。弄清楚这个问题会花费很多时间。引力确实让我相当满意。” 在没有充分科学证据的情况下,他不愿意提出人为的假设。 他说:“我不会编造谎言。”tg7物理好资源网(原物理ok网)

牛顿的《原理》不仅介绍了具体力学定律的物理内容,而且改变了整个物理学的框架。 他的框架不再是一种和谐,而是一种力量及其带来的因果关系。 《原理》出版后,牛顿名声大噪。 1689年,他作为剑桥大学教授代表当选为下议院议员,参与政治事务。 上面提到的标准肖像画就是在这个时候画的。 牛顿从未在国会发表过讲话。 他一站起来,议会厅顿时鸦雀无声,聆听牛顿的演讲。 但他只是说有风,应该关窗,就又坐下了。tg7物理好资源网(原物理ok网)

今天我就在这里跟大家分享,明天我们继续跟大家分享——牛顿的贡献四:光谱学和反射望远镜。tg7物理好资源网(原物理ok网)

《方村格志》简介:tg7物理好资源网(原物理ok网)

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一平方英寸可以跨越时空,可以勘察宇宙。tg7物理好资源网(原物理ok网)

要想有德,就需要潜心读书,顿悟。tg7物理好资源网(原物理ok网)

然而,这些截然不同的术语在《方寸阁志》(原名《邮票物理学史》)这本书中却完美地结合在一起。tg7物理好资源网(原物理ok网)

本书作者秦克诚先生从小就开始集邮。 进入北大后,他将业余兴趣与职业兴趣结合起来。 在经历了新中国的成立和十年浩劫后,他还漂洋过海到斯坦福大学留学并访问了德国。 无论何时何地,他始终坚持着这一兴趣,集邮已经持续了六十多年,占据了他的一生。 近90%的人已经上了年纪。tg7物理好资源网(原物理ok网)

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秦克诚先生钦佩古希腊灿烂的文明,更钦佩亚里士多德“我尤爱真理”的响亮宣言; 他热爱文艺复兴的宏伟牛顿万有引力定律,永远不会忘记达·芬奇神奇笔下的黄金分割; 他赞扬了受到苹果启发的牛顿,也赞扬了牛顿同时代的群星璀璨; 他赞扬了爱因斯坦的幽默和豁达,尤其是在他72岁生日拍照时伸出的舌头……这些都记录在每一寸土地上。 探究事物的态度、求知的精神,在短短的时间里回溯古今,跨越须弥芥子。tg7物理好资源网(原物理ok网)

这本书是秦先生毕生的探索,是艺术对科学的回应,也是送给世界的礼物。tg7物理好资源网(原物理ok网)

他的书获得了这样的评价:tg7物理好资源网(原物理ok网)

2006年7月5日诺贝尔奖获得者杨振宁教授主持吴大猷奖颁奖典礼时的讲话——tg7物理好资源网(原物理ok网)

作者用简单易懂的写作风格,描述了邮票上的物理事件、重要发现、主要人物和事件,图文并茂地写成了这本书。 这很有趣。 这样的科普书会影响很多人。tg7物理好资源网(原物理ok网)

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清华大学陈南贤院士——tg7物理好资源网(原物理ok网)

秦克诚的独特之处在于他全心全意为读者服务。 当然,他写的书和别人不一样,因为他的工作条件不如别人,但他保持着对物理和邮票的独特兴趣。 和味道。 它的命题、它的内容、它的陈述、它的意义都是独特的。 创新来源于积累和想象。 规则可以应用在哪里? 他今天写的东西不会和昨天写的东西一样。tg7物理好资源网(原物理ok网)

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