Universell Gravitasjon
Diskusjon
kometen
Isaac Newton ble født På Juledag, 1642 i landsbyen Woolsthorpe (nær Grantham), Lincolnshire, England. I 1661 begynte Han På Trinity College, Cambridge University (omtrent midtveis Mellom Woolsthorpe Og London) hvor han studerte matematikk. I 1665 Gjorde Svartedauden sin vei Til England tvinge nedleggelsen Av Trinity og sende Newton tilbake Til Woolsthorpe for et år eller to. Det var på denne tiden at han formulerte de fleste av sine viktige bidrag til matematikk og fysikk, inkludert binomialteoremet, differensialregning, vektortillegg, bevegelsesloven, sentripetal akselerasjon, optikk og universell gravitasjon. Ved retur til Cambridge, Newton ble gjort til professor i matematikk og deretter fortsatte å gjøre hva professorer fortsatt gjør i dag-undervise og publisere. De fleste Av Avisene Newton sendt for publisering var på optikk, spesielt på teorien om farger. Så, atten år senere i 1684, Kom Edmond Halley Til Newton med et problem han trodde Newton kunne være i stand til å løse.
Kometer Er astronomiske objekter som er synlige for de uten hjelp i bare en måned eller så. De var et alvorlig problem for tidlige astronomer som de ville vises uten forvarsel, henge rundt på himmelen for en stund, og deretter forsvinner aldri å bli sett igjen. Halley studerte historiske opptegnelser av kometopptredener da han la merke til fire kometer med nesten samme bane skilt i tid med omtrent 76 år. Han begrunnet at kometene i 1456, 1531, 1607 og 1682 var observasjoner av en enkelt komet, og at denne kometen ville dukke opp igjen vinteren 1758. Da Det gjorde som spådd, seksten år etter hans død, ble Det kjent som Comet Halley. Det skal bemerkes At Halley ikke oppdaget kometen som bærer hans navn, han var bare den som identifiserte den som en himmellegeme med en bestemt periode i bane rundt Solen. Halleys komet har sannsynligvis blitt sett siden sivilisasjonens begynnelse da mennesker først så opp og de himmelen og lurte på hvordan alt fungerte. Historiske opptegnelser Fra India, Kina Og Japan nedtegner dens framtoning så langt tilbake som 240 F. KR. (med en framtoning som ikke er nedtegnet). De siste opptredener var i 1833, 1909 og 1985, og den neste vil være i 2061.Halley la også merke til at kometen beskrev en bane rundt Solen som var i samsvar Med keplers lover om planetenes bevegelser; nemlig at banen var en ellipse (om enn en svært langstrakt en) med Solen i ett fokus og at den adlød den harmoniske loven (r3 ∝ T2) som om den var en annen planet i vårt solsystem. Halley spurte Newton i 1684 om Han hadde noen ide om hvorfor planetene og denne kometen adlød Keplers lover; det vil si hvis han visste naturen til den ansvarlige kraften. Newton svarte at han faktisk hadde løst dette problemet og» mye annet » knyttet til mekanikk atten år tidligere, men hadde ikke fortalt noen om det. Han fortsatte deretter å ransake rundt på jakt etter sine notater fra pestårene, men kunne ikke finne dem. Halley overtalte Newton til å kompilere alt han noen gang visste om mekanikk og tilbød å betale kostnadene slik at hans ideer kunne bli publisert.I 1687, etter atten måneder med effektivt non stop arbeid, newton publisert Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (De Matematiske Prinsippene I Naturfilosofi). Sannsynligvis den viktigste boken i fysikk og muligens den største boken i all vitenskap, er det nesten alltid bare kjent som Principia. Den inneholder essensen av konseptene som presenteres i kapitlene om mekanikk i hver etterfølgende fysikk lærebok, inkludert denne. Sannsynligvis det eneste viktige konseptet det savner er energi, men alt annet er der: kraft, masse, akselerasjon, treghet, momentum, vekt, vektor tillegg, prosjektil bevegelse, sirkulær bevegelse, satellittbevegelse, gravitasjon, tidevannskrefter, presesjon av jevndøgn….
MANGLENDE TEKST
I 1684 Dr Halley kom for å besøke Ham Ved Cambridge, Etter at De hadde vært litt tid sammen, Dr spurte ham hva Han trodde kurven ville være som Ville bli beskrevet Av Planetene antar tiltrekningskraften mot Solen for å være gjensidig til kvadratet av deres avstand fra Det. Sr Isaac svarte umiddelbart at Det ville være En Ellipse, Legen slo med glede & forbauselse spurte ham hvordan han visste det, hvorfor sier han at jeg har beregnet det, hvorpå Dr Halley spurte ham om hans beregning uten lenger forsinkelse, Sr Isaac så blant hans papirer, men kunne ikke finne det, men han lovet ham å fornye det; & Så å sende den til
Abraham De Moivre, 1727
MANGLENDE TEKST
De Motu corporum in gyrum (om bevegelse av legemer i bane) er den (antatte) tittelen på Et manuskript Av Isaac Newton sendt Til Edmond Halley i November 1684.
loven
Principia inneholder i den forening av jordisk og himmelsk gravitasjon. Akselerasjonen på grunn av tyngdekraften Beskrevet Av Galileo og lovene om planetarisk bevegelse observert Av Kepler er forskjellige aspekter av det samme. Det er ingen jordisk gravitasjon For Jorden og ingen himmelsk gravitasjon for planeter, men heller en universell gravitasjon for alt.
- hvert objekt i universet tiltrekker seg alle andre objekter i universet med en gravitasjonskraft.
- størrelsen på gravitasjonskraften mellom to objekter er…
- direkte proporsjonal med produktet av deres masser og
- omvendt proporsjonal med kvadratet av separasjonen mellom deres sentre
Newtons lov virker siden vi lever i et univers med tre romlige dimensjoner. Når tyngdekraften strekker seg ut i rommet, sprer den seg tynnere og tynnere, og dekker et område som utvides som kvadratet av avstanden fra kilden. Hvis rommet ikke var tredimensjonalt, Ville Newtons lov ikke fungere.
selv om rommet ser tredimensjonalt ut, er det ingen åpenbar grunn til at det må være. Noen som ennå spekulative teorier tyder på at det kan være flere romlige dimensjoner. Grunnen til at vi ikke har sett dem er at de er krøllet opp ganske tett. Hvis de eksisterer, bør det være mulig å finne avvik i tyngdekraften fra Newtons inverse kvadratlov på ekstremt små avstander. Testing for disse avvikene er ganske vanskelig. De beste forsøkene (fra og med 2001) viser at den inverse kvadratloven holder seg ned til 218 µ (2.18 × 10-4 m). Siden størrelsen på disse skjulte dimensjonene antas å være i størrelsesorden 10-35 m, har vi fortsatt en lang vei å gå.
månen
Jordmåneseparasjonen er omtrent seksti ganger større enn jordens radius. Akselerasjonen på grunn av tyngdekraften på denne avstanden er 13600 akselerasjonen på grunn av tyngdekraften på Jordens overflate.
eplet
Isaac Newton gikk Inn På Trinity College Ved University Of Cambridge i 1661. Han fikk sin bachelor of arts grad i 1665 som Den Store Pesten var feiende Gjennom London. University Of Cambridge stengt som en forholdsregel Og Newton flyktet til familiens gård I Lincolnshire 90 km (60 miles) i nord. Sommeren 1666 Begynte Newton å jobbe med sin teori om universell gravitasjon. Litt mer enn tjue år senere ble den endelige teorien utgitt for publikum som en del av hans grand tome Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Matematiske Prinsipper For Naturfilosofi). Epler var ikke en del av diskusjonen.
Hopp frem til 1726. Sir Isaac Newton var en legende som nærmet seg slutten av sitt liv. Han spiste middag med En Venn, William Stukeley, og de satt i en hage etterpå og snakket om mange ting. Newton var 83 år gammel da han husket en hendelse som fant sted 60 år tidligere. Dette er historien Som Stukeley forteller det (ved hjelp av sin opprinnelige stavemåte, kapitalisering og tegnsetting).
på 15 April 1726 jeg betalte et besøk Til Sir Isaac, på hans losji I Orbels bygninger, Kensington: din ‘ d med ham… etter middag, været blir varmt, gikk vi inn i hagen, & drakk thea under skyggen av noen appletrees, bare han, & meg selv. midt i annen diskurs, han fortalte meg, han var bare i samme situasjon, som når tidligere, begrepet gravitasjon kom inn i hans sinn. «hvorfor skulle det eplet alltid falle vinkelrett på bakken, «tenkte han til seg selv: anledning ved et eples fall, mens han satt i et kontemplativt humør:» hvorfor skulle det ikke gå sidelengs eller oppover? men stadig Til Jordens sentrum? sikkert, grunnen er, At Jorden trekker den. det må være en tegnekraft i saken. & summen av tegningskraften I jordens materie må være i Jordens senter, ikke på noen side av Jorden. derfor dos dette eplet faller vinkelrett, eller mot midten. hvis saken dermed trekker saken; det må være i forhold til mengden. derfor trekker eplet Jorden, Så Vel Som Jorden trekker eplet.»
William Stukeley, 1752
En annen variant av apple-historien ble registrert Av Newtons assistent Ved Royal Mint (Og også hans nevø), John Conduitt.
i det året han trakk seg tilbake fra Cambridge på acct av pesten til sin mor Lincolnshire & mens han grublet i en hage det kom inn i hans tanke at den samme kraften av tyngdekraften (wch gjort et eple faller fra treet til bakken) var ikke begrenset til en viss avstand Fra Jorden, men at denne kraften må strekke seg mye lenger enn det som var vanligvis tenkte — hvorfor ikke så høyt som månen sa han til seg selv & hvis det må påvirke hennes bevegelse & kanskje beholde henne i hennes bane, hvorpå han falt en beregning… & fant det helt behagelig for Hans Teori —
John Conduitt, ca. 1728
Newton selv skrev aldri noe om epler. Han var mer interessert i månens bevegelse som et middel til å teste sin teori.
I samme år begynte jeg å tenke på tyngdekraften som strekker seg til månens kule, og etter å ha funnet ut hvordan man kan estimere kraften som en globus som roterer i en sfære presser overflaten av sfæren, fra Keplers regel av planets periodiske tider i en sesquilaterate andel av deres avstander fra sentrene av deres orbs. kvadrater av deres avstander fra sentrene som de dreier seg om: og dermed sammenlignet kraften som er nødvendig for å holde månen i sin kule med tyngdekraften på Jordens overflate, og fant dem til å svare ganske nesten. Alt dette var i de to pestårene 1665 og 1666, for i de dager var jeg i min alder for oppfinnelse, og tenkte matematikk og filosofi mer enn noen gang siden.Isaac Newton, ca. 1715
Da Newton ble spurt om hvordan han oppdaget loven om universell gravitasjon, var hans svar…
hvis jeg har gjort dere publick noen tjeneste på denne måten ’tis grunn til noe annet enn industri & en pasient tenkte.
Isaac Newton, 1692
the formula
Force
Fg = − | Gm1m2 | r̂ |
r2 |
Field
g = − | Gm | r̂ |
r2 |
objekt | masse (kg) | g (m/s2) | g (g) | |
---|---|---|---|---|
søn | 1,99 × 1030 | 696 000 | 270 | 28 | merkur | 3.30 × 1023 | 2,440 | 3.7 | 0.38 |
Venus | 4.87 × 1024 | 6,050 | 8.9 | 0.90 |
Earth | 5.97 × 1024 | 6,380 | 9.8 | 1.0 |
Moon | 7.36 × 1022 | 1,740 | 1.6 | 0.17 |
Mars | 6.42 × 1023 | 3,400 | 3.7 | 0.38 |
Jupiter | 1.90 × 1027 | 71,500 | 25 | 2.5 |
Saturn | 5.69 × 1026 | 60,300 | 10 | 1.1 |
Uranus | 8.68 × 1025 | 25,600 | 8.9 | 0.90 |
Neptune | 1.02 × 1026 | 24,800 | 11 | 1.1 |
Pluto | 1.31 × 1022 | 1,180 | 0.63 | 0.064 |
white dwarf star | ~ 1 solar mass | ~ 1 Earth radius | ~ 3,000,000 | ~ 300,000 |
neutron star | 2 ~ 3 solar masses | ~ 10 | ~ 1013 | ~ 1012 |
stellar black hole | > 3 solar masses | > 9 | < 5 × 1012 | < 5 × 1011 |
supermassive black hole | 105 ~ 109 solar masses | 105 ~ 109 | 108 ~ 104 | 107 ~ 103 |
konstanten
Cavendish experiment
Den Store Pyramiden er så massiv at en loddlinje ikke vil henge rett ned når nær pyramiden, men vil svinge mot strukturen. Jfr. Tompkins, Hemmeligheter Av De Store Pyramidene, pp. 84-85, hvor Tompkins, diskuterer målingene Tatt Av Piazzi Smyth, skriver «for å oppnå riktig breddegrad av Den Store Pyramiden uten å ha sin loddlinje avledet fra vinkelrett ved tiltrekningen av Den store hoveddelen Av Pyramiden, gjorde Smyth sine observasjoner fra toppen; Der Pyramidens tyngdekraft ville være direkte nedover». Tompkins, Peter. Hemmeligheter Av Den Store Pyramiden (New York: Harper Collins, 1971).
kritikerne
Handling på avstand. Newtons svar på denne kritikken var i utgangspunktet: «jeg bryr meg ikke . Teorien fungerer.»
Konto, men disse gravitasjonsegenskapene til ph hryvnomenis, men jeg var i stand til å starte, & hypoteser ikke fingo…. Og det er nok at tyngdekraften virkelig eksisterer, & handler i samsvar med lovene i us expositas, & til kroppene himmelske & i havet av våre følelser er alt nok. jeg har ikke vært i stand til å oppdage årsaken til disse egenskapene til tyngdekraften fra fenomener, og jeg rammer ingen hypoteser…. Og for oss er det nok at tyngdekraften virkelig eksisterer, og handler i henhold til lovene som vi har forklart, og tjener rikelig til å redegjøre for alle bevegelsene til himmellegemene og våre hav.
utover det …
- noen oppfant gravitasjonsfeltet. Enheter: N / kg eller m / s2
- Lykkelig ekvivalens av treghet og gravitasjonsmasse.Ingen tvil, Newton trodde Gud talte til ham, Men Bibelen nevner ikke loven om universell gravitasjon.Newton ble gal i et par år, sannsynligvis på grunn av kvikksølvforgiftning.
- han tenkte mer på sin bibelske analyse enn sin fysiske analyse.Newton ble utnevnt til master of the mint-i utgangspunktet en patronage posisjon for å belønne ham for hans prestasjoner i fysikk. Mens det han implementere taggete mynter i et forsøk på å hindre mynt «klipping» eller «barbering», som var et alvorlig problem I England på den tiden.Newton innførte ordet gravitasjon fra gravitas, det latinske ordet for tyngde, alvorlighetsgrad eller autoritet. Det latinske ordet for vekt er pondus, som gir oss den engelske vektenheten-pundet(men interstingly, ikke verbet til pund eller pund hvor svarte dyr holdes).
LAG EN NY SEKSJON for GRAVITASJONSFELT
ekstra dimensjoner
Et (modifisert) sitat fra Fysikklæreren som vil bli omskrevet. «En viktig ingrediens for produksjon av sorte hull VED LHC (Large Hadron Collider) er eksistensen av ekstra dimensjoner. Et svart hull er et område med intens gravitasjonsfelt som skaper forhold som er i strid med det vi observerer om gravitasjonskrefter for å være i vår hverdag. Tilstedeværelsen av ekstra dimensjoner garanterer den ekstra tyngdekraften som trengs for å produsere svarte hull. Når protoner kolliderer VED LHC, kommer de så nær hverandre at de i hovedsak » ser » de ekstra dimensjonene (hvor tyngdekraften er sterk) og dannelse av sorte hull kan være mulig. Hvis dette er tilfelle, må de ekstra dimensjonene være ~10-14 m i størrelse. «
tredimensjonalt rom