牛顿经典力学的建立及影响
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牛顿经典力学的建立及影响
摘要:
牛顿一是一位伟大的物理学家、数学家和天文学家。其科学巨著《自然哲
学
的数学原理》的出版
,
标志着经典力学体系的建立。经典力学理
论体系的科学
成就和科学的方法论启迪了人类征服自然的无穷智慧
,
对现代化科学技术发展
和社会进步产生了极其深远的影响
。本文就牛顿力学的建立及影响做一简要论
述。
关键词:
牛顿
经典力学
影响
一、牛顿经典力学的建立
牛顿所处的时代
,
哥白尼提出了日心说
,
开普勒从第谷
的观测资料中总结了
经验的行星三定律
,
伽利略又给出了力、
加速度等概念并发现了惯性定律和自由
落体定律。但是
,
这些物理概念和物理规律是孤立的
,
在逻辑上是各自独立的东
西。
牛顿正是
“
站在这些巨人的肩上”
对行星及地面上的物体运动作了整体的
考察和研究
,
用数学方法
,
使物理学成为能
够表述因果性的一个完整体系。牛顿
对力学的研究成果集中体现在他的科学巨著
《自然哲学的数学原理》
以下简称
《原
理》中
,
。这本书是科学史上极为重要的伟大著
作。
1.
划时代的巨著《原理》
《原理》一书分为两大部分
,
在第一部分中
,
牛顿首先明确了当时
人们常常
混淆的几个重要概念
,
如质量、惯性、外力、向心力、时间、空间等
,
然后提出
了运动的基本定理和定律
,
即牛顿力学三定律
,
力的合成与分解
、
动量守恒定律、
质心运动定律、相对性原理以及力的等效原理
等。这一部分虽然篇幅不大
,
但它
是全书的基础
,
内容极为重要。第二部分是这些定律的应用
,
又分为三篇
,
前两
< br>篇是用演绎推理的方法导出了万有引力定律
,
确定了这
一定律的具体形式讨论
了阻尼运动、流体动力学以及流体静力学等。在第三篇中
,
用已发现的规律解释
宇宙体系
,
研究天体的观测资料
,
其中包括行星围绕太阳的运动
,
卫星围绕行星
的运动
,
地面上物体的降落运动和抛射运动
,
慧星轨道的确定
,
岁差以及潮汐现<
/p>
象与万有引力的符合程度等
,
首次把地
上的运动与天体运动用数学方式联系起
来。
牛顿的时空观是绝对的
,
它虽然不能
正确揭示作为物质存在形式的空间和
时间的统一性
,
不能正确揭示物质和运动的统一性
,
但它正确反映了当速度远低
于光速时的经典理论的基础
,
它是在当时实验条件下的科学总结
,
是人类认识自
然的一个里程碑。
2.
著名的牛顿三定律
定律Ⅰ:
每个物体继续保持其静止或沿一直线作等速运动的状态
,
除非有力加于
其上迫使它改变这种状态。
定律Ⅱ:
运动的改变和所加的动力成正比<
/p>
,
并且发生在所加的力的那个直线方向
上。
定律Ⅲ:每个作用总有一个相等的反作用和它相对抗
,
或者说
,
两物体彼此之间
相互作用永远相等
,
并且各指其对方。
牛顿三定律是在观察和实验的基础上发现的
,
已被公认为宏观自然规律,