Universal Gravitation
Discussion
the comet
Isaac Newton was born on Christmas Day, 1642 in the village of Woolsthorpe (near Grantham), Lincolnshire, England. Em 1661 matriculou-se no Trinity College, na Universidade de Cambridge (aproximadamente a meio caminho entre Woolsthorpe e Londres), onde estudou matemática. Em 1665, a Peste Negra fez seu caminho para a Inglaterra forçando o fechamento de Trinity e enviando Newton de volta para Woolsthorpe por um ou dois anos. Foi durante este tempo que ele formulou a maioria de suas contribuições importantes para a matemática e física, incluindo o teorema binomial, cálculo diferencial, adição vetorial, as leis do movimento, aceleração centrípeta, óptica e gravitação universal. Ao retornar a Cambridge, Newton foi feito professor de matemática e, em seguida, passou a fazer o que os professores ainda fazem até hoje — ensinar e publicar. A maioria dos artigos que Newton submeteu para publicação eram sobre óptica, especialmente sobre a teoria das cores. Então, dezoito anos depois, em 1684, Edmond Halley veio para Newton com um problema que ele pensou que Newton poderia ser capaz de resolver.
cometas são objetos astronômicos que são visíveis para os não ajudados por apenas um mês ou mais. Eles eram um problema sério para os primeiros astrônomos, pois apareciam sem aviso, ficavam no céu por um tempo, e depois desapareciam para nunca mais serem vistos. Halley estava estudando registros históricos de aparições cometárias quando ele notou quatro cometas com quase a mesma órbita separada no tempo por aproximadamente 76 anos. Ele argumentou que os cometas de 1456, 1531, 1607 e 1682 eram avistamentos de um único cometa e que esse cometa reapareceria no inverno de 1758. Quando isso aconteceu como previsto, dezesseis anos depois de sua morte, tornou-se conhecido como cometa Halley. Deve-se notar que Halley não descobriu o cometa que leva seu nome, ele foi apenas aquele que o identificou como um corpo celeste com um período definido em órbita ao redor do sol. O cometa Halley deve ter sido visto desde o início da civilização, quando os humanos olharam pela primeira vez para cima e se perguntaram como tudo funcionava. Registros históricos da Índia, China e Japão registram sua aparência até 240 A. C. (Com uma aparência não registrada). Suas aparições mais recentes foram em 1833, 1909 e 1985 e sua próxima será em 2061.
Halley também notei que o cometa descrita uma órbita ao redor do Sol, que estava em conformidade com as leis de Kepler do movimento planetário; a saber, que a órbita era uma elipse (embora bastante alongada) com o Sol em um dos focos e que ele obedeceu a harmônica de direito (r3 ∝ T2) como se fosse outro planeta em nosso sistema solar. Halley perguntou a Newton em 1684 se ele tinha alguma idéia por que os planetas e este cometa obedeciam às leis de Kepler, isto é, se ele conhecia a natureza da força responsável. Newton respondeu que ele tinha realmente resolvido este problema e “muito outro assunto” referente à mecânica dezoito anos antes, mas não tinha contado a ninguém sobre ele. Ele então começou a vasculhar em torno de suas anotações dos anos da peste, mas não conseguiu encontrá-las. Halley convenceu Newton a compilar tudo o que sabia sobre mecânica e ofereceu-se para pagar os custos para que as suas ideias pudessem ser publicadas.em 1687, após dezoito meses de trabalho SEM parar, Newton publicou “Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica” (os Princípios Matemáticos da Filosofia Natural). Provavelmente o único livro mais importante em física e possivelmente o maior livro de toda a ciência, é quase sempre apenas conhecido como o Principia. Contém a essência dos conceitos apresentados nos capítulos sobre mecânica em cada livro de física subsequente, incluindo este. Provavelmente o único conceito importante que falta é a energia, mas tudo o resto está lá.: força, massa, aceleração, inércia, momento, peso, adição de vectores, movimento de projéctil, movimento circular, movimento de satélite, gravitação, forças de maré, a precessão dos equinócios …
TEXTO em FALTA
Em 1684 Dr. Halley, foi visitá-lo em Cambridge, depois de algum tempo juntos, o Dr. perguntou-lhe o que ele achava que a curva seria a de que seriam descritas pelos Planetas supondo que a força de atração em direção ao Sol para ser recíproca para o quadrado de sua distância em relação a ele. Sr Isaac respondeu imediatamente que seria uma Elipse, o Médico bateu com alegria & espanto, perguntou-lhe como ele sabia disso, por que diz ele de eu ter calculado, sobre o qual o Dr. Halley perguntou-lhe para o seu cálculo sem mais demora, Sr Isaac olhou nos seus papéis, mas não conseguiu encontrá-lo, mas ele lhe prometeu renovar; &, em seguida, enviá-lo ele
Abraham de Moivre, 1727
TEXTO em FALTA
De motu corporum em gyrum (Sobre o movimento dos corpos em órbita) é a (presumida) título do manuscrito de Isaac Newton enviada para Edmond Halley, em novembro de 1684.
a lei
o Principia contém nela a unificação da gravitação terrestre e celestial. A aceleração devido à gravidade descrita por Galileu e as leis do movimento planetário observadas por Kepler são aspectos diferentes da mesma coisa. Não há gravitação terrestre para a terra e não há gravitação celestial para os planetas, mas sim uma gravitação universal para tudo.
- cada objeto no universo atrai todos os outros objetos no universo com uma força gravitacional.a magnitude da força gravitacional entre dois objectos é directamente proporcional ao produto das suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da separação entre os seus centros, a lei de Newton funciona desde que vivemos num universo com três dimensões espaciais. À medida que a gravidade se estende para o espaço, ela se espalha cada vez mais fina, cobrindo uma área que se expande como o quadrado da distância da fonte. Se o espaço não fosse tridimensional, a lei de Newton não funcionaria.
embora o espaço pareça tridimensional, não há nenhuma razão óbvia por que ele tem que ser. Algumas teorias ainda especulativas sugerem que pode haver dimensões espaciais adicionais. A razão pela qual não os vimos é porque estão bem enrolados. Se existirem, deve ser possível encontrar desvios na força da gravidade da lei do quadrado inverso de Newton a distâncias extremamente pequenas. Testar estes desvios é bastante difícil. As melhores experiências (a partir de 2001) mostram que a lei do quadrado inverso se mantém em 218 µm (2,18 × 10-4 m). Uma vez que o tamanho dessas dimensões ocultas é pensado para estar na ordem de 10-35 m, ainda temos um longo caminho a percorrer.
A lua
a separação Terra-Lua é aproximadamente sessenta vezes maior do que o raio da Terra. A aceleração devida à gravidade a esta distância é 13600 a aceleração devida à gravidade na superfície da Terra.Isaac Newton entrou no Trinity College na Universidade de Cambridge em 1661. Ele recebeu seu diploma de bacharel em artes em 1665 como a Grande Praga estava varrendo através de Londres. A Universidade de Cambridge fechou por precaução e Newton fugiu para a fazenda de sua família em Lincolnshire 90 km (60 milhas) ao norte. No verão de 1666, Newton começou a trabalhar em sua teoria da gravitação universal. Um pouco mais de vinte anos depois, a teoria final foi lançada ao público como parte de seu grande tomo Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Princípios Matemáticos da Filosofia Natural). As maçãs não faziam parte da discussão.salta para a frente para 1726. Sir Isaac Newton era uma lenda que se aproximava do fim da sua vida. Ele jantou com um amigo, William Stukeley, e eles se sentaram em um jardim depois e falaram sobre muitas coisas. Newton tinha 83 anos na época em que lembrou um evento que aconteceu 60 anos antes. Esta é a história como Stukeley conta (usando sua ortografia original, capitalização e pontuação).
em 15 de abril de 1726 eu pago uma visita de Sir Isaac, em seus alojamentos na Orbels edifícios, Kensington: din iria com ele… depois do jantar, o clima quente, fomos ao jardim, & bebeu thea sob a sombra de algumas appletrees, só ele, & mim. em meio a outro discurso, ele me disse, ele estava exatamente na mesma situação, como quando anteriormente, a noção de gravitação veio em sua mente. “por que essa maçã sempre deve descer perpendicularmente ao chão”, pensou ele mesmo: ocasião pela queda de uma maçã, enquanto ele se sentava em um humor contemplativo: “por que não deveria ir para o lado, ou para cima? mas constantemente para o centro das terras? certamente, a razão é que a terra a desenha. deve haver um poder de desenho na matéria. & a soma do poder de desenho na matéria da terra deve estar no centro das Terras, não em qualquer lado da Terra. portanto, dos esta maçã cai perpendicularmente, ou em direção ao centro. se a matéria assim atrai a matéria; deve ser proporcional à sua quantidade. portanto, a maçã atrai a terra, assim como a Terra atrai a maçã.”
William Stukeley, 1752
outra variação da história da maçã foi gravada pelo Assistente de Newton na Casa Da Moeda Real (e também seu sobrinho-em-lei), John Conduitt.
No ano em que ele se aposentou novamente, de Cambridge, em conta de que a praga de sua mãe Lincolnshire & enquanto ele meditava acendeu-se em um jardim veio-lhe ao pensamento de que o mesmo poder da gravidade (hab fez uma maçã cair da árvore para o chão) não era limitado a uma certa distância da Terra, mas que esse poder deve estender muito mais longe do que era geralmente pensamento — Por que não é tão elevada como a Lua, disse ele para si mesmo & se então o que deve influenciar o seu movimento & talvez reter em sua órbita, whereupon he fell a calculating … & found it perfectly agreable to his Theory —
John Conduitt, ca. 1728
Newton himself never wrote anything about apples. Ele estava mais interessado no movimento da lua como um meio de testar sua teoria.
No mesmo ano, comecei a pensar na gravidade estendendo-se para a esfera da lua, e inteirar-se de como estimar a força com a qual um globo giratório dentro de uma esfera pressiona a superfície da esfera, a partir de Kepler regra do periódico vezes dos planetas estar em um sesquilaterate proporção de suas distâncias a partir do centro de suas esferas, deduzi que as forças que mantêm os Planetas em suas esferas, deve ser, reciprocamente, como os quadrados de suas distâncias a partir do centro sobre o qual eles giram: e assim comparou a força necessária para manter a lua em sua esfera com a força da gravidade na superfície da terra, e encontrou-os para responder quase. Tudo isso foi nos dois anos da peste de 1665 e 1666, pois naqueles dias eu estava no auge da minha idade para a invenção, e a matemática e filosofia mente mais do que em qualquer momento desde então.Isaac Newton, ca. 1715
Quando Newton foi questionado sobre como ele descobriu a lei da gravitação universal, e a sua resposta foi…
se eu tiver feito vos pública de qualquer serviço, desta forma, ‘tis devido ao nada, mas a indústria & um paciente pensamento.
Isaac Newton, 1692
the formula
Force
Fg = − Gm1m2 r̂ r2 Field
g = − Gm r̂ r2 Gravitational field strength (acceleration due to gravity) ☞ The gravitational field strength for black buracos foram calculados na superfície do horizonte de eventos (raio de Schwarzschild). A gravidade dentro do horizonte de Eventos pode aproximar-se do infinito. Note também que a força do campo gravitacional no horizonte de eventos diminui à medida que a massa de um buraco negro aumenta. objeto massa (kg) raio (km) g (m/s2) g (g) Sol 1.99 × 1030 696,000 270 28 Mercúrio 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 a constante
Cavendish experimento
A Grande Pirâmide é tão grande que um fio de prumo não irá travar em linha reta para baixo quando perto da pirâmide, mas vai balançar para a estrutura. Cf. Tompkins, Secrets of The Great Pyramids, pp. 84-85, onde Tompkins, discutindo as medidas tomadas por Piazzi Smyth, escreve: “Para obter a latitude da Grande Pirâmide sem ter sua linha de prumo desviados da perpendicular a atração da enorme massa de Pirâmide, Smyth fez suas observações a partir do cume; há a Pirâmide da força da gravidade seria diretamente para baixo”. Tompkins, Peter. Secrets of The Great Pyramid (New York: Harper Collins, 1971).
the critics
Action at a distance. A resposta de Newton a essas críticas foi basicamente: “eu não me importo. A teoria funciona.”
Conta, mas estes gravitacional propriedades de phænomenis no entanto, eu fui capaz de lançar, o & hipóteses non fingo…. E é o suficiente para que a gravidade realmente existe, & agir em conformidade com as leis de nós expositas, & para os corpos celestiais & no mar de nossas emoções, todos suficiente. I have not been able to discover the cause of those properties of gravity from phenomena, and I frame no hypotheses…. E para nós é suficiente que a gravidade realmente existe, e age de acordo com as leis que explicamos, e serve abundantemente para explicar todos os movimentos dos corpos celestes, e dos nossos mares. além do que…
- Alguém inventou o campo gravitacional. Unidades: N / kg ou m/s2
- feliz equivalência da massa inercial e gravitacional.sem dúvida, Newton pensou que Deus falou com ele, mas a Bíblia não menciona a lei da gravitação universal.Newton enlouqueceu por alguns anos, provavelmente devido a envenenamento por mercúrio.ele pensou mais em sua análise bíblica do que em sua análise física.Newton foi nomeado mestre da casa da moeda — basicamente uma posição de patronagem para recompensá-lo por suas realizações em física. Enquanto lá ele implementa moedas serrilhadas em um esforço para evitar o “corte” ou “barbear” de moedas, o que foi um problema grave na Inglaterra na época.Newton cunhou a palavra gravidade da gravitas, a palavra latina para Peso, gravidade ou autoridade. A palavra latina Para peso é pondus, que nos dá a unidade inglesa de peso — A libra (mas interstingly, não o verbo para Libra ou a libra onde animais vadios são mantidos).
faça uma nova seção para campo gravitacional
dimensões extras
a (modificada) citação do Professor de física que será parafraseada. “Um ingrediente essencial para a produção de buracos negros no LHC (Grande Colisor de Hádrons) é a existência de dimensões extras. Um buraco negro é uma região de intenso campo gravitacional criando condições que são contrárias ao que observamos sobre as forças gravitacionais para estar em nosso mundo cotidiano. A presença de dimensões extras garante a força extra da gravidade necessária para produzir buracos negros. Quando protões colidem no LHC, eles se aproximam tanto um do outro que essencialmente “vêem” as dimensões extras (onde a gravidade é forte) e a formação do buraco negro pode ser possível. Se este for o caso, então as dimensões extras devem ser ~10-14 m em tamanho. “
espaço tridimensional