牛顿是如何发现“力和运动”的关系?看后才知道牛顿的伟大


早些时候,我给你们分析了狭义相对论如何分析物体的运动,重点是爱因斯坦的贡献。很多网友说我又贬低牛顿了,所以这个问题我就来谈谈牛顿的贡献。

在牛顿时代,人们对物体的运动知之甚少。例如,当一个苹果掉到地上时,人们不知道它为什么会掉到地上。例如,地球绕着太阳转,人们不知道内部原理。当时,“天文运动学”和“我们生活的宏观世界的运动学”基本上是两个分支。

天文学是基于开普勒的行星运动三定律,描述了行星如何在圆周上运动:

第一定律:所有的行星都围绕太阳旋转并以椭圆运动, 太阳正好在椭圆的焦点上

第二定律:行星同时扫过相同的区域

第三定律:行星周期的平方和正比于它们轨道的长半轴的立方

你需要知道的是,这三个定律并不重要,它们意味着什么,你可以计算天体的运动。

天文运动结束后,让我们再来谈谈地面。地面运动要复杂得多,因为地面物体可以处于许多力的叠加中,所以这些力必须被分解或组合。然而,当时人们并不知道力和运动的关系,所以人们只能依靠自己的经验和直觉来判断物体的运动。例如,亚里士多德说,如果两个球被放在铁塔上,一个球比另一个球轻,当两个球同时被释放时,重的球会先落地。当然,现在我们当然知道这两个球是一起降落的,但当时人们的经验表明,重物下落得更快,例如,石头在释放时下落得更快,但羽毛在降落前会在空中漂浮一段时间。

但是牛顿脱离了这些直觉,用理性战胜了它们。牛顿发现物体移动不需要力,这意味着力不是保持运动的理由。那时,许多人会根据经验得出结论,如果一个物体想继续运动,不管它做什么运动,你必须继续给这个物体一个力。例如,如果你推一辆较低的车,你将继续推着车离开。然而,一旦你放开汽车,汽车会慢慢地再次停下来,所以直觉告诉我们,物体会在没有外力的情况下停下来。

当然,现在我们也知道了为什么手松开时手推车仍然是静止的,因为手推车受到地面的摩擦力,所以人们最初的直觉是手推车上的力没有被完全分析,摩擦力被忽略了。

牛顿提出了“运动的物体不需要受力”的观点。当时,这似乎非常违反直觉,许多大公司都在散布这种观点。幸运的是,科学论证从来没有被口头论证所主导,而是被实验数据所主导。因此,实验数据支持牛顿和大玩家无话可说。当力不再是维持物体运动的原因时,力对物体的运动有什么影响?牛顿发现,原始力是改变物体运动状态的原因,例如,一个物体的速度是10米/秒,如果这个物体不受力的作用,它将继续保持10米/秒,也就是说,这个物体在没有力的支持下沿一条均匀的直线运动。

但是一旦一个力施加到这个物体上,物体的速度可能会改变到20米/秒或15米/秒,也就是说,力是改变物体速度的原因。在正常表达式中,力是改变物体运动状态的原因。

当牛顿分析他的努力对物体运动的影响时,这就相当于打破了一个由来已久的直觉经验。人们不禁惊叹牛顿的非凡能力,但这并没有结束。牛顿后来发现了一个非常惊人的秘密。这个秘密是什么?我们稍后再谈。我的名字是《小彭来给您解惑》。如果你喜欢我的内容,你可以关注我。如果你对这篇文章有任何异议,你可以留下评论。

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