牛顿万有引力的故事

2020-07-31 教育 706阅读

1、故事内容

在乡村的日子里,牛顿一直被这样的问题困惑:是什么力量驱使月球围绕地球转,地球围绕太阳转?为什么月球不会掉落到地球上?为什么地球不会掉落到太阳上?

在随后的几年里,牛顿声称这种事情已经发生过。坐在姐姐的果园里,“咚”的一声,一只苹果落到草地上。他急忙转头观察第二只苹果落地。第二只苹果从外伸的树枝上落下,在地上反弹了一下,静静地躺在草地上。

这只苹果肯定不是牛顿见到的第一只落地的苹果,当然第二只和第一只没有什么差别。苹果落地虽没有给牛顿提供答案,但却激发这位年轻的科学家思考一个新问题:苹果会落地,而月球却不会掉落到地球上,苹果和月亮之间存在什么不同呢?

第二天早晨,天气晴朗,牛顿看见小外甥正在玩小球。他手上拴着一条皮筋,皮筋的另一端系着小球。他先慢慢地摇摆小球,然后越来越快,最后小球就径直抛出。

牛顿猛地意识到月球和小球的运动极为相像。两种力量作用于小球,这两种力量是向外的推动力和皮筋的拉力。同样,也有两种力量作用于月球,即月球运行的推动力和重力的拉力。正是在重力作用下,苹果才会落地。

牛顿首次认为,重力不仅仅是行星和恒星之间的作用力,有可能是普遍存在的吸引力。他深信炼金术,认为物质之间相互吸引,这使他断言,相互吸引力不但适用于硕大的天体之间,而且适用于各种体积的物体之间。苹果落地、雨滴降落和行星沿着轨道围绕太阳运行都是重力作用的结果。

人们普遍认为,适用于地球的自然定律与太空中的定律大相径庭。牛顿的万有引力定律沉重打击了这一观点,它告诉人们,支配自然和宇宙的法则是很简单的。

2、万有引力定律传入中国

《自然哲学的数学原理》牛顿最重要的著作,1687年出版。该书总结了他一生中许多重要发现和研究成果,其中包括上述关于物体运动的定律。他说,该书“所研究的主要是关于重、轻流体抵抗力及其他吸引运动的力的状况,所以我们研究的是自然哲学的数学原理。”

该书传入中国后,中国数学家李善兰曾译出一部分,但未出版,译稿也遗失了。现有的中译本是数学家郑太朴翻译的,书名为《自然哲学之数学原理》,1931年商务印书馆初版,1957和1958年两次重印。

3、万有引力简单涵义:

牛顿并不是发现了重力,他是发现重力是“万有”的。每个物体都会吸引其他物体,而这股引力的大小只跟物体的质量与物体间的距离有关。

牛顿的万有引力定律说明,每一个物体都吸引着其他每一个物体,而两个物体间的引力大小,正比于这它们的质量,会随著两物体中心连线距离的平方而递减。牛顿为了证明只有球形体可把“球的总质量集中到球的质心点”来代表整个球的万有引力作用的总效果而发展了微积分。

然而不管距离地球多远,地球的重力永远不会变成零,即使你被带到宇宙的边缘,地球的重力还是会作用到你身上,虽然地球重力的作用可能会被你附近质量巨大的物体所掩盖,但它还是存在。

不管是多小还是多远,每一个物体都会受到引力作用,而且遍布整个太空,正如我们所说的“万有”。

扩展资料:

牛顿的万有引力定律很好地解释了地面上物体所受的重力、海洋的潮汐和行星与天体的运动,把天上的运动和地上的运动统一了起来,具有非常重要的意义。广义相对论实际上就是关于万有引力本质的理论。

认为,一个有质量的物体,会使它周围的时空发生弯曲,在这个弯曲的时空里,一切物体都将自然地沿测地线(也叫做“短程线”)运动,而表现为向一块靠拢。我们看不到时空的弯曲,只看到物体在互相靠拢,就认为它们之间存在着一种“万有引力”。

实际上物体之间表现出来的这种万有引力,并不是一种真正的力,而是时空弯曲的表现。四维时空的弯曲我们不好想象,但是可以降一维(在二维平面上)做个比喻。设想有一块布把它悬空展平,上面放一个小球,它就会把布压弯,在另一个地方再放一个小球,它也会把它周围的布压弯。

参考资料来源:百度百科-万有引力

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