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萬有引力屬于牛頓三大定律嗎 內(nèi)容是什么

2024-01-04 09:27:43文/魯映彤

不屬于。萬有引力是來自牛頓的萬有引力定律,不屬于牛頓三大定律。1687年牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律,任何物體之間都有相互吸引力,這個(gè)力的大小與各個(gè)物體的質(zhì)量成正比例,而與它們之間的距離的平方成反比。

萬有引力屬于牛頓三大定律嗎 內(nèi)容是什么

萬有引力定律的內(nèi)容

牛頓萬有引力定律本身是一種假設(shè)——F=GMm/rr——這就是理論的邏輯起點(diǎn)了!由此再加上微積分的運(yùn)算,可得到許多結(jié)論,其中之一就是開普勒第三定律。正因?yàn)樵S多推論都與觀測相符,假設(shè)就變成了理論。

開普勒第三定律不是萬有引力定律的邏輯依據(jù),兩者的邏輯關(guān)系是萬有引力定律可以推導(dǎo)出開普勒第三定律,但相反的過程則不是邏輯關(guān)系——開普勒第三定律確實(shí)對于萬有引力定律的提出起到了重要的啟發(fā)作用,但這并不是邏輯推理的作用!用愛因斯坦的話說,這是思維自由創(chuàng)造的過程。

萬有引力定律可不是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律的推論!它是一種由假設(shè)開始的理論。當(dāng)然,對于F=GMm/rr的假設(shè),確實(shí)沒有更深的物理解釋。就像廣義相對論的邏輯起點(diǎn)是局域上的引力場與加速度場等效,由此推出了包括慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量相等的諸多結(jié)論,而兩種質(zhì)量相等是啟發(fā)愛因斯坦提出兩種場等效假設(shè)的實(shí)驗(yàn)事實(shí),但它不是邏輯起點(diǎn)!而且,作為邏輯起點(diǎn)的等效假設(shè)也沒有更深的物理解釋。

概括簡單來說,萬有引力定律是指自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的,引力的大小與兩物體的質(zhì)量的乘積成正比,與兩物體間距離的平方成反比。公式表示為F=G*M1M2/(R*R)(G=6。67×10^-11N?m^2/kg^2)。其中F: 兩個(gè)物體之間的引力;G: 萬有引力常數(shù);m1: 物體1的質(zhì)量;m2: 物體2的質(zhì)量;r: 兩個(gè)物體之間的距離。

依照國際單位制,F(xiàn)的單位為牛頓(N),m1和m2的單位為千克(kg),r 的單位為米(m),常數(shù)G近似地等于6。67×10-11次方N·m2㎏-2次方(牛頓米的平方每千克的平方)。

牛頓是怎么發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的

通過自己的觀測和實(shí)驗(yàn),提出了運(yùn)動(dòng)三定律:慣性定律、第二運(yùn)動(dòng)定律、作用與反作用定律。這三條定律和萬有引力定律一起共同構(gòu)成了宏偉壯麗的力學(xué)大廈的主要支柱在這部書中,牛頓從數(shù)學(xué)上論證了萬有引力定律,指出在萬有引力作用下,物體運(yùn)動(dòng)軌跡有3種,當(dāng)行星最初速度不很大、離太陽不很遠(yuǎn)時(shí),是橢圓軌道。

當(dāng)最初離太陽很遠(yuǎn)或速度很大時(shí),就是拋物線軌道或雙曲線軌道,這樣的物體僅僅在太陽附近出現(xiàn)一次,以后便永遠(yuǎn)消失了,偶爾到太陽系作客的彗星就是這種軌道。牛頓還用太陽引力與月球引力解釋了地球上的潮汐運(yùn)動(dòng)在發(fā)現(xiàn)萬有引力的這場科學(xué)競賽中,牛頓把所有的對手都遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋在了后邊,這是因?yàn)樗诳茖W(xué)思想與科學(xué)方法上比其他人都高出一籌。

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