Пушечное ядро Ньютона
Пушечное ядро Ньютона — это мысленный эксперимент, который Исаак Ньютон использовал для выдвижения гипотезы о том, что сила гравитации универсальна и является ключевой силой для движения планет . Оно появилось в его посмертно опубликованной в 1728 году работе De mundi systemate (также опубликованной на английском языке как «Трактат о системе мира »). [ 1 ] [ 2 ]
Теория
[ редактировать ]В этом эксперименте из его книги (стр. 5–8) [ 2 ] Ньютон визуализирует камень, сброшенный с вершины высокой горы, и что «около земли нет воздуха или, по крайней мере, она наделена малой или вообще никакой силой сопротивления».
Поскольку на снаряд действует гравитационная сила, он будет следовать по разному пути в зависимости от своей начальной скорости.
Если скорость мала, он просто упадет обратно на Землю.
Если скорость равна орбитальной скорости на этой высоте, он будет продолжать кружить вокруг Земли по фиксированной круговой орбите «и возвращаться к горе, с которой он был спроецирован».
Если скорость выше орбитальной скорости, но недостаточно велика, чтобы вообще покинуть Землю (ниже скорости убегания ), он продолжит вращение вокруг Земли по эллиптической орбите.
Если скорость очень высока, он покинет Землю по параболической (точно с начальной скоростью) или гиперболической траектории.
Источник
[ редактировать ]Первоначальный план Ньютона для Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica заключался в том, что она должна состоять из двух книг: первая с анализом основных законов движения, а вторая с применением их к Солнечной системе. Чтобы включить больше материала о движении в сопротивляющихся СМИ, первая книга была разделена на две; последующая (теперь уже третья) книга, первоначально написанная в более популярном стиле, была переписана, чтобы стать более математической. [ 3 ] [ 4 ] Однако рукописи более раннего проекта этой последней книги сохранились, и ее версия была опубликована в 1728 году как De mundi systemate ; английский перевод был также опубликован ранее в 1728 году под названием «Трактат о системе мира» . [ 1 ] [ 2 ] [ 4 ] Мысленный эксперимент происходит в самом начале этой работы.
Другие выступления
[ редактировать ]
Изображение страницы из «Трактата о системе мира» , показывающей диаграмму этого эксперимента Ньютона, было включено в « Золотой рекорд Вояджера» . [ 5 ] как изображение № 111.
См. также
[ редактировать ]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б De mundi systemate , Исаак Ньютон, Лондон: Дж. Тонсон, Дж. Осборн и Т. Лонгман, 1728.
- ^ Перейти обратно: а б с Трактат о системе мира , Исаак Ньютон, Лондон: напечатано для Ф. Файрама, 1728 г.
- ^ Ньютона Математические принципы естественной философии , Джордж Смит, 2007, Стэнфордская энциклопедия философии . Проверено 14 сентября 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б Ньютон, Исаак; Коэн, И. Бернард (1 января 2004 г.). Трактат о системе мира . Курьерская корпорация. ISBN 978-0-486-43880-1 .
- ^ Саган, Карл и др. (1978) Шумы Земли: Межзвездный рекорд "Вояджера" . Нью-Йорк: Рэндом Хаус. ISBN 0-394-41047-5 (твердый переплет), ISBN 0-345-28396-1 (мягкая обложка)