牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力的故事是真的嗎
伏爾泰是伊薩克·牛頓在英國(guó)認(rèn)識(shí)的朋友,他是一個(gè)典型的文科男。伏爾泰被牛頓的才能折服,牛頓講述的萬(wàn)有引力和力學(xué)定律,同樣讓伏爾泰很是喜歡。牛頓離世后,伏爾泰為了緬懷他,和牛頓的親戚一起創(chuàng)造了一篇牛頓的傳記,這也是牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力故事的來(lái)源。
牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力的故事是真的嗎
牛頓因?yàn)樘O果掉落在頭上,受到了啟發(fā),從而提出了萬(wàn)有引力定律。這個(gè)故事是伏爾泰創(chuàng)造的故事,其真假我們不得而知。
事實(shí)上,當(dāng)時(shí)并非只有牛頓一人提出萬(wàn)有引力定理,英國(guó)科學(xué)家胡克也表示自己提出了萬(wàn)有引力定律。為了爭(zhēng)奪這一榮譽(yù),二者相互口誅筆伐。
1671年,胡克發(fā)表論文《試論地球周年運(yùn)動(dòng)》,提出天體有吸引力、慣性運(yùn)動(dòng)、引力大小與距離有關(guān)等3條假設(shè)。1679年,胡克不僅在給牛頓的信中討論了他設(shè)想的“平方反比定律”,還向牛頓建議了計(jì)算方向。
后來(lái)牛頓按照胡克的思路,憑借伽利略的理論,及自己發(fā)明的微積分,發(fā)現(xiàn)了牛頓第三定律和萬(wàn)有引力定律,并在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)中發(fā)表。
萬(wàn)有引力定律發(fā)表后,胡克認(rèn)為牛頓剽竊了自己的研究成果,兩人關(guān)系惡化。1717年,牛頓在給一位法國(guó)作家的信中,為了否認(rèn)胡克給他的啟發(fā),編造了蘋果落地的故事,但這個(gè)故事在牛頓生前并未公諸于世。
1727年,伏爾泰在《哲學(xué)通信》這本書(shū)里第一次說(shuō)到蘋果樹(shù)和牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力的關(guān)系,此后不斷以訛傳訛,變得廣為人知。
牛頓的主要成就
1、發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)式定理。二項(xiàng)式定理可以推廣到任意實(shí)數(shù)次冪,即廣義二項(xiàng)式定理。是牛頓在1664年和1665年時(shí)發(fā)現(xiàn)的。
2、創(chuàng)立微積分。微積分的創(chuàng)立是牛頓最卓越的數(shù)學(xué)成就。是為了解決運(yùn)動(dòng)問(wèn)題而創(chuàng)立的,牛頓稱之為“流數(shù)術(shù)”。牛頓沒(méi)有及時(shí)發(fā)表微積分的研究成果,但萊布尼茨(Leibniz,1646—1716)的微積分所采取的形式更合理,且關(guān)于微積分著作出版的時(shí)間比牛頓早。
3、1707年出版《普遍算術(shù)》。提出牛頓冪和公式。
4、1736年出版《解析幾何》。提出曲率公式及計(jì)算曲率的方法。
5、1740年發(fā)表《三次曲線枚舉》。
6、1666年用三棱鏡進(jìn)行光的色散試驗(yàn)。
7、1668年制成了第一架反射望遠(yuǎn)鏡。
8、1685年發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律。
9、1686年底牛頓寫了劃時(shí)代的偉大著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,于1687年出版。該書(shū)中提出了牛頓三定律,運(yùn)用微積分工具確立了經(jīng)典力學(xué)的完整嚴(yán)密的體系,實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)史上的第一次大綜合。
牛頓力學(xué)三大定律內(nèi)容及說(shuō)明
1、牛頓第一定律
內(nèi)容:一切物體在沒(méi)有受到力或合力為零的作用時(shí),總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
說(shuō)明:物體都有維持靜止和作勻速直線運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),因此物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由它的運(yùn)動(dòng)速度決定的,沒(méi)有外力,它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不會(huì)改變的。物體的這種性質(zhì)稱為慣性。
所以牛頓第一定律也稱為慣性定律。第一定律也闡明了力的概念。明確了力是物體間的相互作用,指出了是力改變了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因?yàn)榧铀俣仁敲鑼懳矬w運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化,所以力是和加速度相聯(lián)系的,而不是和速度相聯(lián)系的。在日常生活中不注意這點(diǎn),往往容易產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)。
注意:牛頓第一定律并不是在所有的參照系里都成立,實(shí)際上它只在慣性參照系里才成立。因此常常把牛頓第一定律是否成立,作為一個(gè)參照系是否慣性參照系的判據(jù)。
2、牛頓第二定律
內(nèi)容:物體在受到合外力的作用會(huì)產(chǎn)生加速度,加速度的方向和合外力的方向相同,加速度的大小與合外力的大小成正比,與物體的慣性質(zhì)量成反比。
公式:F=ma,F(xiàn)為合外力。
牛頓第二定律定量描述了力作用的效果,定量地量度了物體的慣性大小。它是矢量式,并且是瞬時(shí)關(guān)系。
要強(qiáng)調(diào)的是,物體受到的不為零合外力,會(huì)產(chǎn)生加速度,使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或速度發(fā)生改變,但是這種改變是和物體本身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)的。
局限:該定律只適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)。
3、牛頓第三定律
內(nèi)容:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力,在同一條直線上,大小相等,方向相反。
需要注意:
(1)作用力和反作用力是沒(méi)有主次、先后之分。同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失。
(2)這一對(duì)力是作用在不同物體上,不可能抵消。
(3)作用力和反作用力必須是同一性質(zhì)的力。
(4)與參照系無(wú)關(guān)。