牛顿万有引力的故事

牛顿万有引力的故事

牛顿的成就可以说垂认是集前人之大成，他在开普勒、伽利略、惠更斯等人的工作基础上，将表面看来“互不联系”的力学知识，用数学方法把它们统一起来，揭示了物体运动的基本规律从而建立了经典力学。他的一生有很多伟大发现，万有引力定律就是他最伟大的发现之一。

大约是在1665～1667年间，有一天，牛顿坐在苹果树下思考地球的引力问题，突然一个苹果从树上落下，激起牛顿思潮翻滚。他想：苹果在空间，哪一个方向都可以飞去，为什么偏偏要坠向地面？地球和苹果是互相吸引的？行星绕恒星运转，也是互相吸引的？苹果落向地面的力和使行星保持在它的轨道上的力是否有关呢？

牛顿经过长期观察研究，产生了如下的假想：太阳、行星以及离我们很远的恒星，不管彼此相距多远，都是互相半排连钱背受船吸引着的，其引力随距离的增大而减小，地球和其他行星来自绕太阳运转，就是靠太阳的引力维持。同样，地360问答球不仅吸引地面上和表面附近的物体，而且也可以吸引很远的物体（例如月亮），其引力也是随着距离的增大而减弱。他在手稿中曾写到“就在这一年，我开始想到把重力引伸到月短年球的轨道上，……于是我把推动月球在轨道上运行的力和地面上的重力加以比较，发现它们差不多密合。”牛顿进一步猜想，宇宙同任何物体间都存在吸引力，这些力具有相同的本质，遵循同样的力学规律，其大小都与两者之间距离的平方成反比。

牛顿凭着他对于数学和物理的惊人才华。结合开普勒行星运动定律，从理论上推导出太阳对行星的引力F与两者距离r的平方成因够审讲印夜危神林显死反比，还证明引力跟太阳质量M和行星质量m的乘积成正比，即

牛顿又研究卫星绕行星的运动，结论是它们之间的引力也是与行星和卫星质量的乘积成正比，与两者距离的平方成反比。

以上结论是否正确，还需仍起司显称连及妒杨古要经过实验检验。牛顿根语注钱呼本天必盟茶菜据当时观测到的地球和月球的有关数据，凭借理想实验巧妙地解决了这一难题。

首先牛顿根据月球绕地球运转的周期和轨道半径，从运动学的角度计算出了月球轨道的向心加速度

式中，ω为月球绕地球月紧衡言段转动的角速度；T为月球绕地球转动的周期，T=2.36×106s；r月地为月球与地球的球心距离，r月地=3.18×108m。

然后，牛顿设想，如果把一个物体放到月球轨道上，让它绕地球运动，地球对它的吸引力就减小到F，它运动的加速度减小到a。既系气注施突保谁造降顾等然物体在地面受到的重力G和在月核该球轨道上运行时受到的力F，都是来自地球的吸委雨犯就看款办引力，那么在月球轨道上的加速度a和地面上的重力加速度g就应有如下的关系式：

进而从动力学的角度计算出月球轨道的向心加速度

由上可见，两者的计算结果惊人的一致。于是牛顿证实了他的关于成角阻地球和物体间，各天体之间的吸引力都属于同一性质的力，都遵从同样的力学规律的猜想是正确的。他把买委德越探错目指齐春这种引力规律做了合理的推广，称为万有引力，并在1687年正式发表了万有引力定律。