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牛顿万有引力定律

1687
  • Isaac Newton
艾萨克-牛顿在历史悠久的实验室环境中计算引力。

(图片仅供参考)

该定律指出,宇宙中的每一个粒子都会吸引其他粒子,其引力与粒子质量的乘积成正比,与粒子中心距离的平方成反比。公式为 [latex]F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}[/latex], 其中 [latex]G[/latex] 是引力常数。它统一了地面和天体 力学.

牛顿的万有引力定律是一项里程碑式的成就,也发表在他的《数学原理》*中。它提出了一个单一的普遍原理,既能解释物体的下落,也能解释物体的运动。 苹 地球和行星围绕太阳的轨道,首次将地球力学和天体力学统一起来。.

该定律用方程 [latex]F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}[/latex] 表示。这个等式体现了几个深刻的概念。力与两个质量([latex]m_1[/latex] 和 [latex]m_2[/latex])的乘积成正比,表明重力是质量本身的一种属性。万有引力遵循平方反比定律,即万有引力随物体间距离 [latex]r[/latex] 的平方而减弱。这种数学形式对于正确推导开普勒行星运动定律至关重要。力总是有吸引力的,并沿着连接两个天体中心的直线发生作用。比例常数 [latex]G[/latex] 是万有引力常数,是自然界的基本常数,其值必须通过实验确定。亨利-卡文迪什于 1798 年首次精确测量了它。.

牛顿的理论取得了令人难以置信的成功,它可以精确预测行星的位置,解释月球和太阳引力导致的海潮,甚至通过对天王星轨道的引力扰动发现了海王星。.

尽管取得了成功,但该理论在概念上仍存在困难,例如 ‘远距离作用 ’的概念--万有引力如何在空旷的空间中瞬间发生作用。该理论也未能完美解释水星轨道的偏移。爱因斯坦的广义相对论最终解决了这些问题,广义相对论将引力描述为由质量和能量引起的时空曲率,而不是一种力。尽管如此,牛顿定律对于几乎所有的实际应用来说,仍然是一个优秀且高度精确的近似值。.

UNESCO Nomenclature: 2211
- 物理学

类型

物理法

中断

革命

用法

广泛使用

前体

  • 开普勒行星运动定律
  • 伽利略的落体研究
  • 罗伯特-胡克关于平方反比定律的建议
  • 哥白尼日心说

应用程序

  • 计算卫星和行星轨道
  • 预测潮汐
  • 太空探索 任务规划(如重力辅助机动)
  • 矿床地球物理勘探
  • 预测行星的存在(例如海王星)

专利:

NA

潜在创新理念

  • 利用重力梯度进行精确相对定位的微型卫星群
  • 使用聚焦引力波的牵引光束概念(高度理论化)
  • 从轨道上对地下水储量和地质构造进行高精度测绘
  • autonomous deep-space probes that navigate using gravitational-assist ‘slingshots’ around multiple planets
  • 人工重力 generation in spacecraft using 离心力, whose design parameters are governed by newtonian principles
  • 用于预测小行星轨迹和设计偏转策略的高级模拟
  • 使用引力透镜模型来绘制暗物质,使用牛顿引力作为一阶近似
  • 基于体内微小密度变化的非侵入性医学成像(重量扫描)
与重力有关、, 牛顿, 万有引力、平方反比定律、万有引力、天体力学、轨道、万有引力常数、广义相对论。.

历史背景

牛顿万有引力定律

1650
1650
1678
1687
1687
1738
1750
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1672
1687
1687
1738
1750
1757

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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