第十四課:牛頓—現(xiàn)代科學(xué)之父

蘋果樹的故事是真實(shí)的哆窿。

一状答、牛頓的出生背景

牛頓出生于1643年,死于1727年。牛頓故居的墻壁上畫了很多辟邪的畫越败,因?yàn)樵谀莻€(gè)時(shí)代,大家都認(rèn)為妖魔鬼怪會(huì)存在于墻縫里儒鹿。由此可知倦逐,牛頓生長(zhǎng)在一個(gè)愚昧落后的時(shí)代。在那樣的環(huán)境下疫赎,牛頓建立了一套科學(xué)的思維體系盛撑,這真的是非圣人不能為之。

牛頓的發(fā)現(xiàn)是關(guān)于物理方面的定律捧搞,然而我們中學(xué)時(shí)學(xué)到的這些定律抵卫,是為了讓我們做題,我們需要更加深入的了解這些物理定律背后的邏輯


二胎撇、牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律

牛頓第一定律:物體在沒有外力作用時(shí)介粘,總是保持靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

解釋:物體不受外力作用晚树,保持靜止姻采,這是常識(shí)。牛頓真正的發(fā)現(xiàn)在于后半句爵憎,即物體不受外力作用時(shí)慨亲,會(huì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。這個(gè)就跟常識(shí)相悖了宝鼓,你在地球上扔一個(gè)籃球刑棵,它不會(huì)自行保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。直到20世紀(jì)愚铡,人類進(jìn)入太空蛉签,才真正通過實(shí)驗(yàn)確定這個(gè)定律是對(duì)的,速度可以免費(fèi),這個(gè)免費(fèi)的基礎(chǔ)就是相對(duì)論碍舍。此相對(duì)論非愛因斯坦的相對(duì)論柠座,它指的是速度是相對(duì)的。比如你看到一輛火車以每秒20米的速度前進(jìn)乒验,然而火車上的人看到的是你以每秒20米的速度往后退愚隧。


牛頓第二定律:F=m*a

解釋:牛頓第一定律說明了速度可以是免費(fèi)的,第二定律則說明了不免費(fèi)的速度會(huì)帶來什么現(xiàn)象锻全,這個(gè)不免費(fèi)的速度指的就是加速度狂塘。加速度的效果來自于力,這個(gè)力既可以改變運(yùn)動(dòng)的速度鳄厌,也可以改變運(yùn)動(dòng)的方向荞胡,改變的效果取決于物體的質(zhì)量。質(zhì)量不是重量(在太空中了嚎,一根羽毛和一頭大象重量一樣)泪漂,質(zhì)量是一種阻礙運(yùn)動(dòng)的量(用同樣的力去推羽毛和大象,兩者移動(dòng)的距離不一樣)歪泳。


牛頓第三定律:力的作用是相互的萝勤。

我們會(huì)發(fā)現(xiàn),在宇宙中呐伞,物體要移動(dòng)敌卓,基本是往外噴射一些東西,獲得一個(gè)反作用力伶氢,推動(dòng)物體前進(jìn)趟径,比如火箭發(fā)射等。

牛頓三大定律的邏輯癣防,不光在那個(gè)時(shí)代蜗巧,在現(xiàn)在依然是我們研究這個(gè)宇宙的重要指針。雖然它不一定完全正確蕾盯,但是確實(shí)非常重要幕屹!


三、萬有引力定律

自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的级遭,引力的大小與兩物體的質(zhì)量和距離相關(guān)香嗓。

關(guān)于蘋果掉落的故事,是真實(shí)的装畅,因?yàn)槭桥nD自己說出來的。其實(shí)沧烈,那顆蘋果樹很矮掠兄。

牛頓看到蘋果從樹上掉下來之后,就在想,既然有一種力能把樹上的蘋果拉下來蚂夕,那么蘋果樹再高點(diǎn)迅诬,蘋果會(huì)不會(huì)掉下來呢?好像也會(huì)婿牍。蘋果樹再高一點(diǎn)呢侈贷?也會(huì)掉下來。再高一點(diǎn)等脂,它還是會(huì)掉下來俏蛮。高到哪里它才不會(huì)掉下來呢?好像高到哪里都會(huì)掉下來上遥,一直延展到月球上搏屑,它也會(huì)掉下來。說明這個(gè)力應(yīng)該是無遠(yuǎn)弗屆的粉楚,是宇宙中廣泛存在的一個(gè)東西辣恋。萬有引力就是這么推論出來的。

萬有引力的特點(diǎn):

1模软、物體之間不需要接觸伟骨,就可以產(chǎn)生力的效果;

2燃异、引力無遠(yuǎn)弗屆携狭,可以跨越距離,跨越真空特铝,會(huì)隨著距離而減弱暑中,但是不會(huì)消失;

3鲫剿、“看人下菜”鳄逾,引力的大小不僅僅是地球決定的,而是地球和它吸引的東西共同決定的灵莲。也就是說雕凹,地球給不同的物體以不同的引力。


四政冻、牛頓的貢獻(xiàn)

古人認(rèn)為上天是神圣的枚抵,天上跟地上是不一樣的。然而明场,牛頓打破了這樣一種迷思汽摹,牛頓認(rèn)為天上的就是地上的,很多特性都是宇宙一般特性苦锨。所以牛頓三大定律和萬有引力定律不僅適用于地球逼泣,也適用于整個(gè)宇宙趴泌,這是前人完全沒想到的。從此拉庶,人類有了偉大的宇宙視角嗜憔,通過這個(gè)視角,我們發(fā)現(xiàn)了很多以前不知道的東西氏仗。

培根和笛卡爾在知識(shí)體系上建立了整個(gè)世界的宏圖吉捶,牛頓真正把人們從原始落后的中世界拉回到新時(shí)代。

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