牛頓發明了什麼定律

　　牛頓是人類認識自然界漫長曆程中的一個重要人物，他的科學貢獻已成為人類認識自然的里程碑。你知道嗎?一起來看看小編給大家精心準備的資料，歡迎閱讀!

　　--萬有引力定律

　　在牛頓之前，人們已經知道有兩種“力”：地面上的物體都受重力的作用，天上的月球和地球之間以及行星和太陽之間都存在引力。這兩種力究竟是性質不同的兩種力?還是同一種力的不同表現?牛頓在劍橋大學讀書時就考慮起這個問題了。

　　牛頓23歲時，鼠疫流行於倫敦。劍橋大學為預防學生受傳染，通告學生休學回家避疫，學校暫時關閉。牛頓回到故鄉林肯郡鄉下。他仍沒有間斷學習和對引力問題的思考。

　　那時，鄉下的孩子們常常用投石器打幾個轉轉，之後，把石頭拋得很遠。他們還可以把一桶牛奶用力從頭上轉過，而牛奶不灑出來。

　　這一現像激發了牛頓關於引力的想像：“什麼力使投石器裡面的石頭，水桶裡的牛奶不掉下來呢?”這個問題使他想到開普勒和伽利略的思想。他從浩瀚的宇宙太空，周行不息的行星，廣寒的月球，直至龐大的地球，進而想到這些龐然大物之間力的相互作用。這對牛頓抓緊這些神奇的思想不放，一頭扎進“引力”的計算和驗證中了。

　　牛頓計劃用這個原理驗證太陽系各行星的行動規律。他首先推求月球和地球距離，由於引用的資料資料不正確，計算的結果錯了。因為依理推算月球圍繞地球轉，每分鐘的向心加速度應是16英尺，但據推算僅得13.9英尺。在失敗的困境中，牛頓沒有灰心，反而以更大的努力進行辛勤的研究。

　　1671年，新測量的地球半徑值公佈了。牛頓利用這一資料重新檢驗了自己的理論，同時，還利用他自己發明的微積分處理了月一地關係中不能把地球看作質點時，重力加速度的計算問題。有了這兩項改進，牛頓得到了兩個完全一致的加速度值。這使他認為，重力和引力具有相同的本質。他又把基於地面物體運動的三條定律***即牛頓三大定律***用於行星運動，同樣得出滿意的正確結論。

　　牛頓整整經過了7個春秋寒暑，到他30歲時終於把舉世聞名的“萬有引力定律”全面證明出來，奠定了理論天文學、天體力學的基礎。

　　萬有引力定律的發現，宣告了天上地面的萬物都遵循同一規律運動，徹底否定了亞里士多德以來宗教勢力宣揚的天上地下不同的思想，這是人類認識史上的一次飛躍。

　　拓展：牛頓三大定律

　　第一定律

　　即慣性定律

　　任何一個物體在不受任何外力或受到的力平衡時***Fnet=0***，總保持勻速直線運動或靜止狀態，直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態為止。

　　第二定律

　　1***牛頓第二定律是力的瞬時作用規律。力和加速度同時產生、同時變化、同時消逝。　⑵F=ma是一個向量方程，應用時應規定正方向，凡與正方向相同的力或加速度均取正值，反之取負值，一般常取加速度的方向為正方向。　⑶根據力的獨立作用原理，用牛頓第二定律處理物體在一個平面內運動的問題時，可將物體所受各力正交分解，在兩個互相垂直的方向上分別應用牛頓第二定律的分量形式：Fx=max，Fy=may列方程。牛頓第二定律的六個性質⑴因果性：力是產生加速度的原因。　⑵同體性：F合、m、a對應於同一物體。　⑶向量性：力和加速度都是向量，物體加速度方向由物體所受合外力的方向決定。

　　牛頓第二定律數學表示式∑F = ma中，等號不僅表示左右兩邊數值相等，也表示方向一致，即物體加速度方向與所受合外力方向相同。　⑷瞬時性：當物體***質量一定***所受外力發生突然變化時，作為由力決定的加速度的大小和方向也要同時發生突變;當合外力為零時，加速度同時為零，加速度與合外力保持一一對應關係。牛頓第二定律是一個瞬時對應的規律，表明了力的瞬間效應。　⑸相對性：自然界中存在著一種座標系，在這種座標系中，當物體不受力時將保持勻速直線運動或靜止狀態，這樣的座標系叫慣性參照系。地面和相對於地面靜止或作勻速直線運動的物體可以看作是慣性參照系，牛頓定律只在慣性參照系中才成立。

　　⑹獨立性：作用在物體上的各個力，都能各自獨立產生一個加速度，各個力產生的加速度的失量和等於合外力產生的加速度。適用範圍⑴只適用於低速運動的物體***與光速比速度較低***。　⑵只適用於巨集觀物體，牛頓第二定律不適用於微觀原子。　⑶參照系應為慣性系。兩個物體之間的作用力和反作用力，在同一直線上，大小相等，方向相反。***詳見牛頓第三運動定律***表示式　F=-F'

　　第三定律

　　***F表示作用力，F'表示反作用力，負號表示反作用力F'與作用力F的方向相反***這三個非常簡單的物體運動定律，為力學奠定了堅實的基礎，並對其他學科的發展產生了巨大影響。第一定律的內容伽利略曾提出過，後來R.笛卡兒作過形式上的改進，伽利略也曾非正式地提到第二定律的內容。第三定律的內容則是牛頓在總結C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的結果之後得出的。

　　牛頓是萬有引力定律的發現者。他在1665～1666年開始考慮這個問題。萬有引力定律***Law of universal gravitation***是艾薩克·牛頓在1687年於《自然哲學的數學原理》上發表的。1679年，R·胡克在寫給他的信中提出，引力應與距離平方成反比，地球高處拋體的軌道為橢圓，假設地球有縫，拋體將回到原處，而不是像牛頓所設想的軌道是趨向地心的螺旋線。牛頓沒有回信，但採用了胡克的見解。在開普勒行星運動定律以及其他人的研究成果上，他用數學方法匯出了萬有引力定律。

　　牛頓把地球上物體的力學和天體力學統一到一個基本的力學體系中，創立了經典力學理論體系。正確地反映了巨集觀物體低速運動的巨集觀運動規律，實現了自然科學的第一次大統一。這是人類對自然界認識的一次飛躍。

　　牛頓指出流體粘性阻力與剪下率成正比。他說：流體部分之間由於缺乏潤滑性而引起的阻力，如果其他都相同，與流體部分之間分離速度成比例。在此把符合這一規律的流體稱為牛頓流體，其中包括最常見的水和空氣，不符合這一規律的稱為非牛頓流體。

　　在給出平板在氣流中所受阻力時，牛頓對氣體採用粒子模型，得到阻力與攻角正弦平方成正比的結論。這個結論一般地說並不正確，但由於牛頓的權威地位，後人曾長期奉為信條。20世紀，T·卡門在總結空氣動力學的發展時曾風趣地說，牛頓使飛機晚一個世紀上天。

　　關於聲的速度，牛頓正確地指出，聲速與大氣壓力平方根成正比，與密度平方根成反比。但由於他把聲傳播當作等溫過程，結果與實際不符，後來P.-S.拉普拉斯從絕熱過程考慮，修正了牛頓的聲速公式。