牛顿通过什么而知道了地球引力?

牛顿通过什么而知道了地球引力?
牛顿通过什么而知道了地球引力?

牛顿通过什么而知道了地球引力?
万有引力的发现过程
在谈论万有引力发现的事件时,对于当时天文学及力学的发展情形也得有一些说明,才能了解当时代科学的背景,以及它是如何影响刺激牛顿发现万有引力.
万有引力被发现的原因
牛顿发现万有引力的原因很多,主要因为一下几点.
1.科学发展的要求：牛顿之前,有很多天文学家在对宇宙中的星球进行观察.经过几位天文学家的观察记录,到开普勒时,他对这些观测结果进行了分析总结,得到开普勒第三定律：
1.所有行星都绕太阳做椭圆运行,太阳在所有椭圆的公共焦点上.
2.行星的向径在相等的时间内扫过相等的面积.
3. 所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,即r^3/T^2=k.
开普勒三定律是不容置疑的,但为什么会这样呢?是什么让它们做加速度为零的运动?牛顿经过研究思考解决了这个问题：物体之间存在万有引力.当然他发现万有引力定量是一个漫长而曲折的过程.
2.个人原因：牛顿发现万有引力定律,虽然是科学发展的要求,生产力发展的原因,但我们不能忽略牛顿本人的一些因素：聪明 勤于思考 拥有一定的知识量.据《物理学史》说：牛顿在发现万有引力定律的那一段时间,废寝忘食（每天魂不守舍,在食堂吃饭,饭碗在前,他在发呆.去食堂吃饭,却走错了方向.一些老师在校园后的沙滩上散步时,看见了一些古怪的算式和符号）.1669年,他年仅27岁,就担任了剑桥的数学教授．没有知识哪能行啊? 还有1672年当选为英国皇家学会会员．英国皇家学会不是一般人能进去的,那是科学研究中心,里面的都是一流的科学家.
万有引力是怎样被发现的
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,这使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.
当然,当时牛顿提出了万有引力理论,却未能得出万有引力的公式,因为公式中的“G”实在太小了,因此他提出：F∝mM/r^2.直到1798年英国物理学家卡文迪许利用著名的卡文迪许扭秤（即卡文迪许实验）较精确地测出了引力恒量的数值.

苹果掉在地上

牛顿自己回忆，1666年前后，他在老家居住的时候已经考虑过万有引力的问题。最有名的一个说法是：在假期里，牛顿常常在花园里小坐片刻。有一次，象以往屡次发生的那样，一个苹果从树上掉了下来。
一个苹果的偶然落地，却是人类思想史的一个转折点，它使那个坐在花园里的人的头脑开了窍，引起他的沉思：究竟是什么原因使一切物体都受到差不多总是朝向地心的吸引呢。牛顿思索着。终于，他发现了对人类具有划时代意义...

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牛顿自己回忆，1666年前后，他在老家居住的时候已经考虑过万有引力的问题。最有名的一个说法是：在假期里，牛顿常常在花园里小坐片刻。有一次，象以往屡次发生的那样，一个苹果从树上掉了下来。
一个苹果的偶然落地，却是人类思想史的一个转折点，它使那个坐在花园里的人的头脑开了窍，引起他的沉思：究竟是什么原因使一切物体都受到差不多总是朝向地心的吸引呢。牛顿思索着。终于，他发现了对人类具有划时代意义的万有引力。牛顿高明的地方就在于他解决了胡克等人没有能够解决的数学论证问题。1679年，胡克曾经写信问牛顿，能不能根据向心力定律和引力同距离的平方成反比的定律，来证明行星沿椭圆轨道运动。牛顿没有回答这个问题。1685年，哈雷登门拜访牛顿时，牛顿已经发现了万有引力定律：两个物体之间有引力，引力和距离的平方成反比，和两个物体质量的乘积成正比。当时已经有了地球半径、日地距离等精确的数据可以供计算使用。牛顿向哈雷证明地球的引力是使月亮围绕地球运动的向心力，也证明了在太阳引力作用下，行星运动符合开普勒运动三定律。

收起

苹果掉在地上

坐在树下思考，突然苹果掉了下来，激起了他的灵感。