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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.

Newton’s law of universal gravitation was a landmark achievement, also published in his *Principia Mathematica*. It proposed a single, universal principle to explain both the falling of an apple on Earth and the orbits of the planets around the Sun, unifying terrestrial and celestial mechanics for the first time.

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(例如重力辅助机动)
  • 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

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Related to: gravitation, newton, inverse-square law, gravity, celestial mechanics, orbits, universal gravitation constant, general relativity.

历史背景

牛顿万有引力定律

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(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)

相关发明、创新和技术原理

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