萬有引力的發現是17世紀自然科學最偉大的成就之壹。它統壹了地面物體和天體的運動規律,對未來物理學和天文學的發展產生了深遠的影響。它首次揭示了自然界相互作用的壹個基本規律,樹立了人類認識自然史上的壹個裏程碑。
萬有引力定律:屬於自然科學領域的定律。自然界中任何兩個物體都是相互吸引的,引力的大小與這兩個物體質量的乘積成正比,與它們距離的平方成反比。
萬有引力公式的表達式
兩個物體之間的引力
g:萬有引力常數
m:物體的質量1。
m:物體2的質量
R:兩個物體之間的距離(大小)( R代表徑向向量)
按照國際單位制,F的單位是牛頓(N),m1和m2的單位是千克(kg),R的單位是米(m),常數G近似等於。
g = 6.67×10n·m?/kg?(牛頓平方米每平方千克)
牛頓發現萬有引力有很多原因,主要是以下幾點。
1.科學發展的要求:在牛頓之前,很多天文學家都在觀測宇宙中的行星。經過幾位天文學家的觀測記錄,到了開普勒,他對這些觀測結果進行了分析總結,得出了開普勒三定律:
A.所有的行星都以橢圓的形式圍繞太陽運行,太陽在所有橢圓的共同焦點上。
B.行星的徑向在同壹時間掃過同壹區域。
c所有行星半長軸的立方與公轉周期的平方之比相等,即r 3/t 2 = k。
牛頓通過研究和思考解決了這個問題:物體之間存在萬有引力。當然,他發現重力量化是壹個漫長而曲折的過程。
2.個人原因:牛頓發現了萬有引力定律。雖然是科學發展的要求,是生產力發展的原因,但我們也不能忽視牛頓本人的壹些因素:他聰明、勤於思考,有壹定的知識量。
發現過程:
牛頓認為引力不僅是行星和恒星之間的力,也是萬有引力。他相信煉金術,認為物質相互吸引,這使他斷言相互吸引不僅適用於巨大的天體,也適用於各種大小的物體。蘋果落下,雨滴落下,行星繞著太陽轉,都是萬有引力的結果。
人們普遍認為,適用於地球的自然法則與適用於太空的法則截然不同。牛頓的萬有引力定律給了這種觀點沈重的壹擊,告訴人們支配自然和宇宙的規律非常簡單。
牛頓推動了萬有引力定律的發展,指出萬有引力不僅是恒星的特性,也是所有物體的特性。作為最重要的科學定律之壹,萬有引力定律及其數學公式已經成為整個物理學的基石。
當然,牛頓當時提出了萬有引力理論,但未能得到萬有引力公式,因為公式中的“G”太小,所以他提出:F∝mM/r?。直到1798年,英國物理學家卡文迪許才利用著名的卡文迪許扭秤(卡文迪許實驗)精確測量出引力常數的值。
牛頓沒有發現萬有引力,他發現萬有引力是“萬物”。每個物體都會吸引其他物體,這種吸引力的大小只與物體的質量和物體之間的距離有關。牛頓萬有引力定律表明,每壹個物體都會吸引其他每壹個物體,兩個物體之間的引力與它們的質量成正比,質量會隨著兩個物體中心距離的平方而減小。