如果让你随便列举几个科学家的名字,我想牛顿这个名字,应该不会陌生的。牛顿是著名的物理学家,数学家,被誉为“近代物理学之父”。他发明的物体运动三大定律和万有引力定律构成了现代工程学的基础,为太阳中心说提供了强有力的理论支持,并推动了科学革命。
艾萨克.牛顿出生于1643年1月4日,在我们这还是明朝崇祯皇帝统治着中国。由于早产的缘故,刚出生的牛顿非常瘦小。1648年,牛顿被送去读书。少年时的牛顿并不是神童,他成绩一般,但他喜欢读书,喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物,并从中受到启发,自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意,如风车、木钟、折叠式提灯等等。
牛顿的母亲原本是希望他成为一个农民,由于生活困难,便让他停学在家务农。但牛顿一有机会便埋首书卷,以至经常忘了干活。每次,母亲叫他同佣人一道上市场,熟悉做交易的生意经时,他便恳求佣人一个人上街,自己则躲在树丛后看书。
>牛顿三大定律(牛顿三大定律分别是什么)
有一次,牛顿的舅父起了疑心,就跟踪牛顿上市镇去,发现他的外甥牛顿伸着腿,躺在草地上,正在聚精会神地钻研一个数学问题。牛顿的好学精神感动了舅父,于是舅父劝服了母亲让牛顿复学,并鼓励牛顿上大学读书。牛顿又重新回到了学校,如饥似渴地汲取着书本上的营养。
牛顿从事科学研究时非常专心,时常忘却生活中的小事。有一次,给牛顿做饭的老太太有事要出去,就把鸡蛋放在桌子上说:“先生!我出去买东西,请您自己煮个鸡蛋吃吧,水已经在烧了!”正在聚精会神地计算的牛顿,头也不抬地“嗯”了一声。老保姆回来以后问牛顿煮了鸡蛋没有,牛顿头也没抬地说:“煮了!”老太太掀开锅盖一看,惊呆了:锅里居然煮了一块怀表,鸡蛋却还在原地放着。原来牛顿忙于计算,胡乱把怀表扔到了锅里。
后来的牛顿就步入了直线开挂的人生,在剑桥大学里,他吸收到了笛卡尔等现代哲学家和伽利略、哥白尼和开普勒等天文学家更先进的思想。并发展了一套新的数学理论,也就是我们今天所知道的微积分学。
牛顿在1687年在著作《自然哲学的数学原理》中总结提出。其中,第一定律说明了力的含义:力是改变物体运动状态的原因;第二定律指出了力的作用效果:力使物体获得加速度;第三定律揭示出力的本质:力是物体间的相互作用。这就是著名的牛顿三大定律。
*牛顿第一定律:也被叫做惯性定律,任何一个物体在不受任何外力或受到的力平衡时,总保持匀速直线运动或静止状态,直到有作用在它上面的外力迫使它改变这种状态为止。在生活中,我们总是能遇到这样的例子。比如,做公共汽车时,如过司机遇到紧急情况,突然采取刹车,人由于惯性的作用,还会继续保持往前冲。或者当我们衣服上有灰尘时,我们用手拍拍,灰尘会掉下来,也是这个道理。
*牛顿第二定律:这个定律是描述力的瞬时作用规律。力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝。在玩过山车,或者速度比较快的电梯时,常常会有超重或者失重的感觉,这就是牛顿第二定律在起作用。
*牛顿第三定律:两个物体相互作用于对方时,彼此给对方的力,其大小相等、方向相反,也就是作用力和反作用力。我们拿一个充满了气的气球,如果突然把绑气球的绳子打开,气球到处飞着乱串。这个奥秘就可以用牛顿第三定律来解释。火箭的飞行,也是利用了气体的反作用力。气体往后喷出,推动了火箭往前飞行。
对于某些状况,牛顿运动定律并不适用,这时候需要更进阶的物理理论。超高速或非常强烈重力场的状况下,我们需要相对论修正和解释一些天体运动和现象,例如黑洞,在原子尺寸,我们需要量子力学解释原子的发射光谱等物理现象。但是现代工程学里,对于一般应用案例,像车辆或飞机的运动,牛顿三大运动定律已能准确地解释和计算工程师遇到的问题。