作业帮 > 语文 > 作业

牛顿对苹果为什么会落地的2个解释

来源:学生作业帮 编辑:搜搜做题作业网作业帮 分类:语文作业 时间:2024/04/27 15:22:25
牛顿对苹果为什么会落地的2个解释
牛顿对苹果为什么会落地的2个解释
一个苹果
学院里的巴罗教授发现牛顿具有非凡的才能,推荐他当研究生,并为他指出了攀登科学高峰的方向.1664年,经过考核,巴罗让牛顿做他的助手.第二年,牛顿获剑桥大学学士学位,大学毕业后牛顿留在大学研究室,开始了他的科研生涯.
1665年6月,一场可怕的瘟疫在伦敦流行,剑桥大学被迫停课,牛顿因此回到故乡.在家乡躲避瘟疫的18个月,可以说是牛顿一生中最重要的一个时期.这期间,他系统地整理了大学里学习过的知识,潜心钻研开普勒、笛卡尔、阿基米德、伽利略等前辈科学家的主要论著,还进行了许多科学试验.几乎他所有最重要的发现:万有引力定律、经典力学、微积分、光学等基本上都萌发于这段时期.
万有引力定律的发现是牛顿在自然科学中最辉煌的成就.在乡下时,牛顿非常注意观察太阳、月亮和星辰的运行.脑海里经常长久地思考着一个问题:对于天体的运动能不能从动力学的角度去解释?
1666年的一天,牛顿正坐在花园里的苹果树下专心地思考着地球引力的问题,忽然,一只熟透了的苹果从树上掉下来,正好打中牛顿的脑袋,然后滚落进草地上一个小坑洼里.牛顿顾不得去揉一揉被苹果打疼的脑袋,便被苹果落地这一十分普通的自然现象所吸引.他问自己,苹果为什么不掉向天空,却偏偏落向地面呢?如果说苹果有重量,那么重量又是怎样产生的呢?牛顿进一步思索着苹果和地球之间相互吸引的问题.他想,地球大概有某种力量,能把一切东西都吸向它吧.物体所具有的重量,可能就是受地球引力的表现.这说明苹果和地球之间有相互引力,而这种引力在整个宇宙空间可能都是存在的.他将人们的想象由一只苹果的落地引向了星体的运行.
牛顿思索着,他想:地球的引力如果没有受到阻止,那么月亮是否也会受到地球的吸引力呢?月亮总是按照一定的轨道,绕地球旋转而不会越轨跑掉,不正是地球对它有吸引作用的结果吗?他又进一步推想到:各个行星之所以围绕着太阳运转,也必定是太阳对它们的吸引作用产生的.
牛顿在探索苹果落地之谜后得出结论:“宇宙的定律就是质量与质量间的相互吸引.”从行星到行星,从恒星到恒星,这种相互吸引的交互作用,遍及无边无际的空间,使宇宙间的每一事物都依照它的既定的轨道,在既定的时间,向着既定的位置运动.牛顿把这种存在于整个宇宙空间的相互吸引作用称之为“万有引力”.
从1665年起,牛顿开始用严密的数学手段来进一步研究物体运动的规律和理论.他从动力学的角度分析认为:开普勒所提出的行星运动的三个定律都是万有引力作用的结果.于是,牛顿从这些定律入手,通过一系列的数学推论,用微积分证明:开普勒第一定律表明太阳作用于某一行星的力是吸引力,它与行星到太阳中心的距离的平方成反比;开普勒第二定律表明作用于行星的力是沿着行星和太阳的连线方向,这个力只能起源于太阳;开普勒第三定律表明太阳对于不同行星的吸引力都遵循平方反比关系.接着,牛顿从对天体运动的分析中,得出普遍的万有引力定律.
牛顿发现万有引力定律后,并没有立即发表这个理论,他仍在冷静地深思和研究.一方面,他要对这个定律的每个环节作出严密的数学论证;另一方面,还要对这一理论作出切实可靠的实践检验.牛顿克服了巨大的困难,花费了10多年的心血,1687年,在英国著名天文学家哈雷等人的支持和赞助下,牛顿的不朽名著《自然哲学的数学原理》终于问世了.在这部共500多页的名著中,包括了极其丰富的内容.牛顿论述了科学研究的方法;木星、月亮、彗星等天体的运动;海水的涨潮和落潮;振动和声波的性质等问题,但贯穿全书并构成全书核心的则是力学的三大定律和万有引力定律.
《自然哲学的数学原理》的出版,标志着经典力学体系的建立.牛顿发现万有引力定律是他在自然科学中最辉煌的成就.从苹果落地到万有引力定律的发表,先后经历了10多个年头,凝聚着牛顿多少心血啊!后世的人们,一直把苹果落地的故事当作牛顿发现这一伟大定律的一个标记.在牛顿家的花园里,那棵当年落下苹果击中牛顿头的苹果树,一直被后人精心地护理着,吸引着无数慕名前来的参观者.1820年,这棵树死后,还被当作珍贵的纪念物,分成好几段,分别保存在英国皇家学会等处.而“苹果落地”的故事则成为科学史上的一段佳话,在民间广为传诵.