牛顿第一次提出万有引力的概念是哪一年?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-30
哪一年牛顿提出了万有引力定律?

牛顿在1666年提出了万有引力,但直到1687年才出版《自然哲学的数学原理》一书中

1679年,胡克与牛顿之间进行了关于引力问题的交流,在1679年11月,牛顿致信胡克说:“自己关于发现周日运动的想象,即设想一个自由落体落到地球上,通过地面进入地球内部,而不受任何物质的阻碍,则该落体将沿着一条螺旋形轨道运行,在旋转数圈后,最终旋入(或十分接近)地心。”胡克回信说,物体不会按螺线运动,而是按“一种带椭圆状的曲线”运动,它的轨道将“像-椭圆”。1679年12月13日,牛顿写信给胡克说:“如果假定它的重力是均匀的,〔物体将〕不按螺线下沉那个真正的中心,而是以交替升降的形式运行。”
  我们从后人清理牛顿同胡克的这些通信中看出,直至1679年,牛顿对落体引力的问题,还没有彻底解决,他还在考虑物体的重心偏心可能会使落体在下落过程中边旋转边落向地心,而胡克认为,该物体的运动轨迹应该是一个椭圆。从牛顿的角度来看,对于万有引力问题,与距离平方成反比是没问题了,牛顿正在考虑的是与质量的关系、及重心的偏心是否会对万有引力产生影响。还有,就是要用数学知识对万有引力作用下天体按椭圆轨道运行作出严格证明,对万有引力定律作出公式推导。胡克在信中曾向牛顿提出过这个问题,希望牛顿完成这个定律的数学证明与公式推导。因此,后来人们得出结论,一直到1685年,牛顿还没有解决这个问题。直到1686年,牛顿才最终解决了它,并且在哈雷的催促下,把这部分数学论证的内容一并加入《自然哲学的数学原理》一书。当胡克老先生看到这本书的书稿后,认为自己也应该有一分功劳,于是向年轻人牛顿提出,最好在书里把自己在这一方面的工作成绩提一下。后来有人气愤地指出,这个本来是合理的要求却遭到了牛顿的断然拒绝。因为牛顿曾向负责出版这本书的哈雷写信说,他不想给胡克任何荣誉,而且称在许多年前他就已经知道了引力作用,以及与距离平方成反比的关系。
  老年时的牛顿有一段回忆说:“同年(1666年)我开始把引力与月亮轨道联系起来,并找出了如何估计一个天体在球体内旋转时用来趋向球面的力的方法,……, 最后在1676和1677年之间的冬天我发现了一个命题:利用与距离平方成反比的离心力,行星必然环绕力的中心沿椭圆旋转,……。” 牛顿的这段话指的是月亮轨道的推导及寻找行星绕太阳旋转的原因。有人说,与前面他在信中与胡克讨论落体问题相比较,可以看出在时间上是矛盾的:牛顿1677年研究的是月球轨道和行星轨道问题,而他1679年才研究质量对落体的影响,因此人们说,牛顿在这里是故意把他发现万有引力的时间改在1679年与胡克通信之前,而且造出苹果神话,其目的显然是为了要独吞万有引力这项成果。
  牛顿和胡克之间的梁子,不仅表现在万有引力定律的争议上,最早表现在胡克对牛顿的光的微粒说有不同的看法,因为胡克对光的本质是站在波动说一边的。1673年,年轻的牛顿向皇家学会递交了他关于光的一篇论文,后来他又递交过第二篇论文,这些论文受到老先生胡克的批评,并且说论文的一些观点是抄袭他的。这使牛顿无比愤怒,虽经皇家学会调解,牛顿的怒气未消,于1675年2月向胡克写了一封回信。信中说:“如果我比笛卡尔看得更远,那是因为我站在巨人们的肩膀上。”许多人把这句话理解为牛顿的谦虚精神,而攻击牛顿者认为,这其实是他对胡克的一种讽刺和蔑视,完全不是人们望文生义的那回事。

万有引力,全称为“万有引力定律”(law of universal gravitation),为物体间相互作用的一条定律,1687年为牛顿所发现。任何物体之间都有相互吸引力,这个力的大小与各个物体的质量成正比例,而与它们之间的距离的平方成反比。如果用m1、m2表示两个物体的质量,r表示它们间的距离,则物体间相互吸引力为F=(Gm1m2)/r2,G称为万有引力常数也可简称为引力常数,G由卡文迪许使用扭秤装置测出,其值约为6.67×10^-11 N·m2/kg2。
发现过程
原因
牛顿发现万有引力的原因很多,主要因为以下几点。
1.科学发展的要求:牛顿之前,有很多天文学家在对宇宙中的星球进行观察。经过几位天文学家的观察记录,到开普勒时,他对这些观测结果进行了分析总结,得到开普勒三大定律:
1.所有行星都绕太阳做椭圆运行,太阳在所有椭圆的公共焦点上。
2.行星的向径在相等的时间内扫过相等的面积。
3. 所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,即r^3/T^2=k。
开普勒三定律是不容置疑的,但为什么会这样呢?是什么让它们做加速度非零的运动?牛顿经过研究思考解决了这个问题:物体之间存在万有引力。当然他发现万有引力定量是一个漫长而曲折的过程。
2.个人原因:牛顿发现万有引力定律,虽然是科学发展的要求,生产力发展的原因,但我们不能忽略牛顿本人的一些因素:聪明 勤于思考 拥有一定的知识量。据《物理学史》说:牛顿在发现万有引力定律的那一段时间,废寝忘食(每天魂不守舍,在食堂吃饭,饭碗在前,他在发呆。去食堂吃饭,却走错了方向。一些老师在校园后的沙滩上散步时,看见了一些古怪的算式和符号)。1669年,他年仅27岁,就担任了剑桥的数学教授。 还有1672年当选为英国皇家学会会员。
过程
1666年,23岁的牛顿还是剑桥大学圣三一学院三年级的学生。看到他白皙的皮肤和金色的长发,很多人以为他还是个孩子。他身体瘦小,沉默寡言,性格严肃,这使人们更加相信他还是个孩子。他那双锐利的眼睛和整天写满怒气的表情更是拒人于千里之外。
黑死病席卷了伦敦,夺走了很多人的生命,那确实是段可怕的日子。大学被迫关闭,像艾萨克·牛顿这样热衷于学术的人只好返回安全的乡村,期待着席卷城市的病魔早日离去。
在乡村的日子里,牛顿一直被这样的问题困惑:是什么力量驱使月球围绕地球转,地球围绕太阳转?牛顿首次认为,重力不仅仅是行星和恒星之间的作用力,有可能是普遍存在的吸引力。他深信炼金术,认为物质之间相互吸引,这使他断言,相互吸引力不但适用于硕大的天体之间,而且适用于各种体积的物体之间。苹果落地、雨滴降落和行星沿着轨道围绕太阳运行都是重力作用的结果。
人们普遍认为,适用于地球的自然定律与太空中的定律大相径庭。牛顿的万有引力定律沉重打击了这一观点,它告诉人们,支配自然和宇宙的法则是很简单的。
牛顿推动了引力定律的发展,指出万有引力不仅仅是星体的特征,也是所有物体的特征。作为所有最重要的科学定律之一,万有引力定律及其数学公式已成为整个物理学的基石。

  • 发现万有引力定律的物理学家是谁
    答:根据1684年8月~10月的《论回转物体的运动》一文手稿中,牛顿很可能在这个手稿中第一次提出向心力及其定义。万有引力与相作用的物体的质量乘积成正比,是发现引力平方反比定律过渡到发现万有引力定律的必要阶段.·牛顿从1665年至1685年,花了整整20年的时间,才沿着离心力—向心力—重力—万有引力概...
  • 牛顿是哪年证明万有引力的
    答:1665—1666年牛顿就已经推算出了引力的平方反比定律.1687年,牛顿发表了《自然哲学的数学原理》。这部巨著总结了力学的研究成果,标志了经典力学体系初步建立。麦哲伦率领船队航行,度过大西洋到达南美洲火地岛,穿过麦哲伦海峡进入太平洋,在途径菲律宾群岛时,因探险而对于岛上的土著人发生冲突,麦哲伦被刺身亡...
  • 牛顿为什么发明万有引力?
    答:传说中牛顿发现万有引力定律说是受到苹果落地现象的启发,事实上是牛顿在前人的研究成果上进行加工,并且更深入的思考与研究,灵活运用各种数学知识,将微积分、几何法与开普勒三个定律以及离心力、向心力定律相结合,从而证明了椭圆轨道上的引力平方反比定律,接着他又将“质量”引入引力理论,从向心力演化出引力,并证明它...
  • 牛顿哪年发现万有引力﹖
    答:同样,也有两种力量作用于月球,即月球运行的推动力和重力的拉力。正是在重力作用下,苹果才会落地。 牛顿首次认为,苹果落地、雨滴降落和行星沿着轨道围绕太阳运行都是重力作用的结果。 人们普遍认为,适用于地球的自然定律与太空中的定律大相径庭。牛顿的万有引力定律沉重打击了这一观点,它告诉人们,支配...
  • 万有引力是谁第一个发现的
    答:之后牛顿又看见小外甥在玩儿小球,他拴着皮筋,然后慢慢摇摆小球,最后小球径直抛出,牛顿发现小球和月球的运动轨迹是非常相似的,于是他开始研究重力。牛顿首次认为,重力的存在是因为普遍存在的吸引力,而苹果落地、雨滴降落和行星沿着轨道围绕太阳运行都是重力作用的结果,于是牛顿提出了万有引力定律。
  • 万有引力是牛顿第几定律
    答:万有引力是来自牛顿的万有引力定律,不属于牛顿三大定律。1、1687年牛顿发现万有引力定律,任何物体之间都有相互吸引力,这个力的大小与各个物体的质量成正比例,而与它们之间的距离的平方成反比。2、万有引力定律出现后,才正式把研究天体的运动建立在力学理论的基础上,从而创立了天体力学。 地球的质量...
  • 万有引力定律的发现者是谁?
    答:经过长时间的研究,他提出了万有引力定律:宇宙中的任何物体之间,都存在着相互吸引力;各个物体间吸引力的大小,与物体的大小成正比,与它们之间的距离成反比。然而,牛顿最重要的发现是在力学领域。力学是研究物体怎么运动的科学。伽利略已经发现了第一运动定律,它描述了物体不受外力作用时的运动状态。毫...
  • 最早提出万有引力定律的科学家是谁
    答:最早提出万有引力定律的科学家是艾萨克·牛顿。万有引力定律是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。牛顿的普适的万有引力定律表示如下:任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比,与两物体的化学组成和其间介质种类无关。...
  • 牛顿发明的万有引力是什么?
    答:物体间的万有引力定律,由牛顿于1687年提出,描述了物体之间的相互吸引力。该力与物体的质量成正比,与它们之间距离的平方成反比。若将两个物体的质量分别记为m1和m2,它们之间的距离为r,则它们之间的万有引力F可表示为F=G(m1m2)/r^2,其中G是万有引力常数,也简称为引力常数。G的值由卡文迪许...
  • 万有引力定律是牛顿第几定律
    答:根据1684年8月~10月的《论回转物体的运动》一文手稿中,牛顿很可能在这个手稿中第一次提出向心力及其定义。万有引力与相作用的物体的质量乘积成正比,是发现引力平方反比定律过渡到发现万有引力定律的必要阶段.·牛顿从1665年至1685年,花了整整20年的时间,才沿着离心力—向心力—重力—万有引力概...