Mozgás - az egyik fő probléma a természettudomány
A fejlesztés a fizika, a 17-18 évszázadok képeztek munkájával, észrevételeket, ötleteket és találgatások a tudósok az ókor és a középkor. Newton maga mondta, hogy ő köszönheti a sikerét, hogy „... állt óriások vállán.” Newton megalkotta a dinamikája - a tanítás a mozgás szervei, hogy bement a tudomány is az úgynevezett „newtoni mechanika”. A legelején a mi természetesen azt fogalmaztuk meg az úgynevezett világ legnagyobb nehézség, amelyek közül az egyik - a közlekedési probléma (ok, források, törvények a mozgás).
Az egyik az első emberek gondolni a lényege a mozgás, Arisztotelész volt. Arisztotelész határozza mozgás, mint a változás a test térbeli helyzetét. Space, Arisztotelész szerint teljesen tele számít, olyasmi, mint éterben vagy áttetsző anyag, mint a levegő. Érvénytelen a természetben ( „természetét abhors vákuum”). test helyén meghatározott számít, amely közvetlenül érintkezik a felületét. Ezért a megfelelő vagy valós mozgás változást testrészekben. Amikor az őrület között testületnél „tulajdonképpen” pihenő”, és az ilyen mozgás nem igényel ható erő, mint az oka a mozgás. (Tehát a hajó, úszó lefelé a folyón, a „helyes”, hogy a többit.) Arisztotelész írja négy oka a mozgás:
Arisztotelész bevezette a természetes és erőszakos mozdulatok. Mi a forrása a közlekedés? - kérdezi. Végtére is, az ügyet maga érintse passzív. Önjáró szerv, ezért lényeges forrása a közlekedés. A helyi mozgások, azaz a mozgások a Föld, s bevezeti a „természetes helye”. a törekvés, amelyet beépítettek minden test, hogy a „természetes mozgását.” A nagy szervezetek, mint a természetes helye a Föld, és a fény - a tűz és a levegő felett helyezkedik tüzes gömb.
A koncepció az erő. Az ő érveit, Arisztotelész használt fogalmak az erő, anélkül, hogy neki egy szigorú definícióját. Ő megkülönböztetni háromféle erő: vontatás, nyomás és a stroke. Úgy véljük, bonyolultabb fajta mozgás, például forgási, és jött a koncepció a pillanatban az erő F * r, mint a forgás következtében.
A természetes ősz Arisztotelész feltételezték jog V = F / w, ahol V - sebesség, F - erő arra törekszik test természetes helyén. w - a légellenállása. Így a levegő hiányában eiienáiiástesten alá sebessége végtelen. Következésképpen a void a természetben. Arisztotelész szerint a hatalom a test természetes vágy, hogy tegyen arányos a tömeg, azaz súlyos testek gyorsabban esnek (nyilatkozat később cáfolta Galileo). Mindez Arisztotelész tekinthető érvényesnek a „természetes”, azaz belüli mozgását a Föld. Mennyei test, Arisztotelész szerint, kérve, hogy „tökéletes” körkörös mozdulatokkal, így mozgásuk nem kell semmilyen hatalom.
Az összeg a forgalom. Jelentős mértékben hozzájárul a mechanikai képet a világban tett René Descartes - francia matematikus és filozófus (1596-1650). Világ Descartes áll egy egyszerű dolog, mint a hossza, felruházva csak geometriai jellemzői és a mozgás. Descartes fogalmazott a törvény, amely azt állítja, következetesség mV mennyiségű mozgás egyenlő a termék az alkalmazott erő idejére keresete Fdt, úgynevezett impulzus erőssége. (MV = FDT). Azt is javasolták a matematika téglalap (ortonormált) koordinátarendszerben (X, Y, Z), amely megkapta a nevét a derékszögű koordináta rendszerben.
Mechanikája Galileo alapjául a newtoni mechanika
Köztudott, hogy Euklidész építette a geometria, és bevezeti az első posztulátum, axiómák, definíciók. Hasonlóképpen, a Galileo járt, ami a mechanika. Ahogyan Euclid létrehozott kapcsolatok térben, Galileo kiváltott karakter mozgását szervek. Ő vezette be a meghatározását erő, sebesség, gyorsulás, egyenletes mozgás, a tehetetlenség, a koncepció a átlagsebesség és az átlagos gyorsulás. ő sebessége, különösen úgy definiáljuk, mint a megtett távolság az eltelt időt, és összehasonlítottuk a hatását, mint matematikai fogalom, mint egy vektor, azaz Élveztem szinte modern tudományos nyelvet.
Galileo megfogalmazott négy axiómák.
1. axióma (jog tehetetlenségi). Szabad mozgás a vízszintes síkban állandó nagyságát és irányát a sebesség. (Érdekes megjegyezni, hogy ez az állítás nem következik a tapasztalat - sőt, a gyakorlatban, azt látjuk, fokozatos lassulását mozgás és a Galileo használt idealizálása Elvileg egy gondolat kísérlet).
2. axióma szabadon eső test mozog állandó gyorsulás és végsebesség a test alá pihenni. Ez együtt jár olyan magasságig, amely át ezt a pontot, mint a V 2 = 2gH.
3. axióma szabadesés szervezet lehet tekinteni, mint mozgás mentén egy ferde sík és a vízszintes sík az a törvény a tehetetlenség.
4. axióma (relativitás elve) is kialakításra gondolat kísérletek absztrakció. Galileo bebizonyította, hogy a pálya az eső test eltér a függőlegestől légellenállás miatt, és vákuumban test esik pontosan a fenti a pont, ahonnan a csepp kezdődött. Ugyanez történik, amikor a test alá az árboc egy mozgó hajó egy abszolút állandó sebességgel, de a férfi állt a parton, a pálya bukása képviseli formájában egy parabola. Itt a hajó szerepe az, hogy tegye a kezdeti test sebessége Vo. Valóban, az iskolai fizika persze, tudjuk, hogy az utat egy induló az ágyú lövedék is parabola.
A híres munkája „Párbeszéd Ami a két fő Világ rendszerek: ptolemaioszi és a kopernikuszi” (. 1632g) (korábban már említett), a Galileo tartja részletesen relativitás elve. Látja gondolatkísérlet egy mozgó hajón. ( „Több alkalommal ült a kabinjában, megkérdeztem magamtól, hogy a jármű mozgásban van, vagy álló helyzetben is?”). Tehát Galileo megfogalmazott elve, az úgynevezett Galilei relativitás elve a következő.
Belül egy egyenletesen mozgó (ún inerciális) rendszer, minden mechanikai eljárások ugyanazok, mint a többi.
Ugyanebben a könyvben, a Galileo cáfolta a arisztotelészi gondolatok a mozgás.
Az első kiadás a „Principia” Newton írt előszót, melyben beszélt a tendenciák a kortárs természettudomány alárendelni a jelenségek a természet törvényei matematika. Következő Newton definiálja a munkáját, mint „a matematikai alapjait fizika.” Azt írja, hogy a feladat a fizika áll az a tény, hogy a jelenség a mozgás felismerni a természet erőit, majd ezeket az erőket, hogy ismertesse az összes többi jelenség.
Így emlékszik a híres Newton mechanika.
I. törvény vagy a törvény a tehetetlenség. (Tény, hogy ez a törvény, megnyitotta a Galileo, de megfogalmazása szigorúbban)
Minden test megtartja nyugalmi állapotban, illetve egységes egyenes vonalú mozgás, amíg nem kénytelen változtatni hatása alatt néhány erők.
Évi II. Ez a törvény tekinthető a fő mechanika. Elmondja, a változás a lendület a test (a mozgást) erővel ható meg. azaz változása lendület a test időegység megegyezik a jelenlegi hatalom, és abba az irányba a keresete. Mint newtoni mechanika tömege nem függ a sebesség (a modern fizika, mint később látni fogjuk, ez nem), akkor
. ahol egy - gyorsulása a számláló egyenlő nagyságú és ellentétes irányú. Súly ebben a kifejezésben kerül bemutatásra, mint az intézkedés a tehetetlenség. Könnyen belátható, hogy egy állandó erő hatása gyorsulás, amely meg tudja adni a test kevésbé, annál nagyobb a tömege.
III A törvény azt a tényt tükrözi, hogy a szervek fellépése mindig a karakter interakció, és hogy az erők a hatás és az ellenhatás egyenlő és ellentétes irányú.
IV törvény által megfogalmazott Newton - ez az egyetemes tömegvonzás törvénye.
A logikai lánc ezen felfedezés felépítése a következő. Reflektálva a mozgás a Hold, Newton megállapította, hogy birtokában van a pályán ugyanazon erő hatása alatt, amely egy kő a földre esik, azaz a a gravitációs erő: „A hold gravitál a föld felé, és ereje által a gravitáció folyamatosan eltér az egyenes vonalú mozgás és tartott pályáján.” A képlet a kortárs Huygens centripetális gyorsulás és csillagászati adatok, úgy találta, hogy a centripetális gyorsulás a Hold 3600-szor kisebb, mint a gyorsulás egy kő alá a földre. Mivel a távolság a központtól a Föld és a Hold központ 60-szor a Föld sugara, akkor lehet kiindulni, hogy a gravitációs erő csökken a távolság négyzetével. Ezután attól függően, Kepler törvényei mozgását leíró bolygók, Newton kiterjeszti ezt a következtetést, hogy az összes bolygó. ( „Az erők, amelyek nagyobb bolygók eltérjenek az egyenes vonalú mozgás és tartott pályáját, irányítja a Nap és az inverz távolság négyzetével, hogy a központ”).
Végül kifejező helyzetben az egyetemes jellegét az erők súlyát és egyenlő a természet minden bolygó, amely megmutatja, hogy „a súlya a test bármely bolygó arányos tömege a bolygó” Állítsa be a kísérleti arányosság testtömeg és a súly (gravitáció), Newton arra a következtetésre jut, hogy a a gravitációs erő két test között arányos a tömeg ezen szervek. Tehát a híres egyetemes tömegvonzás törvénye lett telepítve, ami felírható:
. ahol g - a gravitációs állandó, kísérleti úton határozzuk meg először 1798-ban G. Cavendish. A jelenlegi adatok g = 6,67 * 10 -11 m 2 × N / 2 kg.
Fontos megjegyezni, hogy az egyetemes tömegvonzás törvénye tömeg viselkedik, mint egy intézkedés a gravitáció. azaz határozza meg a gravitációs erő közötti anyagi testek.
Annak fontosságát, hogy a gravitáció törvénye abban a tényben rejlik, hogy Newton tehát beigazolódott, a kopernikuszi rendszer dinamikusan és Kepler törvényei.
Megjegyzés. Az a tény, hogy a nehézségi erő fordítottan arányos a távolság négyzetével, és néhány tudós kitalálta előtt Newton. De Newton képes volt ésszerűsítése és meggyőzően bizonyítják, ez a törvény segítségével a fizika törvényei és a kísérlet.
Megjegyzés: a fontos tényt tanúsítja, hogy a mély intuíció Newton. Tény, hogy Newton létre arányosságát tömeg és a súly. ami azt jelentette, hogy a súly nem az egyetlen olyan intézkedés a tehetetlenség, de az intézkedés a gravitáció. Newton tökéletesen megértette a jelentőségét ezt a tényt. Az ő kísérletekben, úgy találta, hogy a tehetetlenségi tömeg és súlyos tömeg azonos akár 10 -3. Később, Albert Einstein, figyelembe véve az egyenlő tehetetlenségi és gravitációs tömegek alapvető természeti törvény. Betettem keretében az általános relativitáselmélet, vagy az általános relativitáselmélet. (Érdekes, hogy létrehozása során az egyenlet általános relativitás bebizonyosodott, legfeljebb 5 × 10 -9 és most bebizonyosodott, akár 10 -12 # 8209; ..)
A harmadik rész a könyv, Newton vázolt általános rendszere a világon, és az égi mechanika, különösen a laposabbá a föld a sarkoknál, az elmélet az árapály, a mozgás az üstökösök, zavarának a mozgás a bolygók, stb alapuló egyetemes tömegvonzás törvénye.
Newton azon állítását, miszerint a laposabbá a föld a sarkokon, kísérletileg bizonyított 1735-1744 gg. ennek eredményeként a mérési az ív a földi meridián az egyenlítői övezet (Peru) és az északi (Lappföld) két expedíciót a párizsi Tudományos Akadémia.