万有引力的诗词 牛顿万有引力的故事( 四 )
如果行星的质量是m,离太阳的距离是r,周期是T,那么由运动方程式可得,行星受到的力的作用大小为:mrω^2=mr(4π^2)/T^2 。
另外,设k′为常数,由开普勒第三定律可得:k′=r^3/T^2 。
行星受到的力的作用大小为:mr(4π^2)/T^2 。
代入上式的k′的值,得行星受到的力的作用大小为:m′(4π^2)/r^2 。
由作用力和反作用力的关系可知,太阳也受到以上相同大小的力 。
设太阳的质量为M,从太阳的角度看,太阳受到的作用力大小为Mk″(4π^2)/r^2 。
因为行星受到的作用力和太阳受到的作用力是相同大小的力,由这两个式子比较可知,k′包含了太阳的质量M,k″包含了行星的质量m 。
由此可知,这两个力与两个天体质量的乘积成正比,它称为万有引力 。
如果引入一个新的常数(称万有引力常数),再考虑太阳和行星的质量,以及先前得出的4·π^2,那么可以表示为万有引力=G*m1*m2/r^2(G=6.67*10^-11 N·㎡ /kg^2) 。
两个通常物体之间的万有引力极其微小,我们察觉不到它,可以不予考虑 。
比如,两个质量都是60千克的人,相距0.5米,他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿,而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍!但是,天体系统中,由于天体的质量很大,万有引力就起着决定性的作用 。
在天体中质量还算很小的地球,对其他的物体的万有引力已经具有巨大的影响,它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上,它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去 。
牛顿发现万有引力的过程1666年,23岁的牛顿还是剑桥大学圣三一学院三年级的学生 。
看到他白皙的皮肤和金色的长发,很多人以为他还是个孩子 。
他身体瘦小,沉默寡言,性格严肃,这是人们更加相信他还是个孩子 。
他那双锐利的眼睛和整天写满怒气的表情更是拒人于千里之外 。
黑死病席卷了伦敦,夺走了很多人的生命,那确实是段可怕的日子 。
大学被迫关闭,像艾萨克·牛顿这样热衷于学术的人只好返回安全的乡村,期待着席卷城市的病魔早日离去 。
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,牛顿听到熟悉的声音,“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 。
牛顿推动了引力定律的发展,指出万有引力不仅仅是星体的特征,也是所有物体的特征 。
作为所有最重要的科学定律之一,万有引力定律及其数学公式已成为整个物理学的基石 。
...
万有引力的概念那是一个烈日炎炎的中午.一个男孩躺在树下.静静地仰望.这是颗苹果树,树叶茂盛,果实累累.忽然,一阵微风吹过,几颗苹果落下,刚好砸在小孩的旁边.男孩一惊:“哇塞!差一点就砸着俺了!”男孩急了:“额说...大树呀,怎么不好好看着您的孩子.” 话音未落,树妈妈说话了:“不懂不要乱说嘛!孩子大了要离开母亲,额有啥办法.”小男孩不以为然:“额说树妈妈,您教育孩子的方法有问题吆” “此话怎讲?!”树妈妈追问.小男孩不慌不忙:“您的孩子为什么都一个个的往下走,往下掉,不上进,不往高出跑呀”.“这个.这个.” 树妈妈想了半天,无言以对.小男孩拿起苹果,气的上抛.苹果太大,抛得不高,下落后又刚好回砸在他的头上.小男孩眼冒金星,顿时大悟:是地球在吸引它呀!.所有的物体之间都存在引力,质量越大,引力越大...哇塞!世间万物,相互之间都有引力!--万有引力呀!后来,又有一个叫卡文迪许的玩童,还搞了一个扭称,进一步印证这个万有引力:F=KMm/r2,还测量出了万有引力系数K的数值.
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