بودكاست التاريخ

لماذا كانت ملاحظة نيوتن لسقوط التفاحة مهمة؟

لماذا كانت ملاحظة نيوتن لسقوط التفاحة مهمة؟

كما هو موضح في هذا المقال في ويكيبيديا ، في عام 1666 ، كان نيوتن في حديقة عندما لاحظ سقوط تفاحة. بالتأكيد ، لم يكن نيوتن أول شخص لاحظ سقوط الأشياء عند سقوطها. أنا متأكد من أن العديد من البستانيين رأوا ذلك يحدث ووجدت أدلة من القصص القديمة عن غاليليو جاليلي وهو يسقط أشياء من الأبراج وقصص أخرى عن أشخاص يكافحون لبناء آلات مجنحة والتي تبدو دليلاً كافياً على أن الناس لاحظوا أن الأشياء تميل إلى النزول. فلماذا كانت ملاحظة نيوتن لهذا السلوك أكثر أهمية؟


إن ملاحظة سقوط التفاح على الأرض ليست مهمة في حد ذاتها. ما يهم هو القفزة المفاهيمية التي قام بها نيوتن ، بينما (كما يقول) جالسًا في حديقته. قبل نيوتن ، تم التعبير عن اللغز على النحو التالي: "إذا سقطت التفاح ، فلماذا يبقى القمر في السماء؟". كان الاختراق هو إدراك نيوتن فجأة أنه كان السؤال الخطأ: القمر هو أيضا السقوط نحو الأرض! لكن لديها حركة جانبية كافية "لتظل مفقودة" (التي نسميها الآن "التواجد في المدار").

يمكن لنيوتن أن يفكر الذي - التي لأنه قد توصل بالفعل إلى إدراك أنه عندما يتحرك شيء ما ، فليس له ، في حد ذاته ، سبب يمنعه من الاستمرار في الحركة: عليك دفع عربة لتفعيلها ، ولكن عليك أيضًا أن تفعل شيئًا لإيقافها . قبل غاليليو ، كان الجميع مقتنعين بأن الجسم المتحرك لا يمكنه الاستمرار في الحركة إلى ما لا نهاية ؛ كل شيء ، في حد ذاته ، كان يجب أن يتوقف. كان جاليليو أول من أثبت أنه ليس صحيحًا - في الواقع ، كان أول من توصل إلى فكرة أن تجربة الأشياء كانت طريقة أفضل لإثبات الأشياء في الفيزياء بدلاً من مجرد التفكير فيها بشكل مجرد. يمكن لنيوتن ، باستخدام أدوات رياضية جديدة ("حساب التفاضل والتكامل المتناهي الصغر" - وهي فكرة حصل عليها لايبنيز أيضًا بشكل مستقل في نفس الوقت تقريبًا) ، إضفاء الطابع الرسمي عليها باعتبارها قانونه الأول. بهذه المعرفة ، يمكن أن يتخيل ، أخيرًا ، أنه إذا كان للقمر بعض الحركة الجانبية ، فسيستمر في الحركة الجانبية ، وبالتالي يستمر في فقد الأرض أثناء سقوطه تجاهها.

تبلور كل شيء في رأسه في مرحلة ما حيث كان ، في الغالب ، في حالة راحة في بيئة هادئة. كما قال نيتشه ذات مرة: "كل الأفكار العظيمة حقًا يتم تصورها بالمشي". وبالتالي ، من المناسب نوعًا ما أن حقق نيوتن أحد أكبر التطورات في الفيزياء في كل العصور بينما كان يراقب شيئًا عاديًا مثل سقوط تفاحة. هذه هي الطريقة التي يعمل بها الدماغ البشري.

(بالمناسبة ، تم استخدام قصة التفاح لتحديد التاريخ الدقيق للاختراق العلمي ، حيث أن التفاح يسقط فقط في فترة محددة في الخريف. ومع ذلك ، فإن القصة عبارة عن لطيف - جيد قصة لم يرويها إلا نيوتن ، الذي عرف كيف يبيع أفكاره ، لذلك قد تكون القصة أسطورة بعد كل شيء).


للإضافة إلى إجابة @ Thomas-Pornin ، وتعليق Ben Crowell ، فهم نيوتن أن هناك قوة تعمل على التفاحة. كان السؤال هو إلى أي مدى يجب أن تكون التفاحة عالية قبل أن تتوقف القوة عن العمل. كما في ، لماذا لا تعمل الجاذبية على القمر؟ كانت رؤية نيوتن هي أن القوة لا تتوقف أبدًا عن العمل ، إنها قوة عالمية.


لقد فهم نيوتن الجاذبية قبل وقت طويل من سقوط التفاحة أمامه من الشجرة - ومع ذلك ، ظهرت تفسيراته على أنها هراء طائش لمجنون للرجل العادي في ذلك الوقت.

بالتأكيد بالنسبة للعبقرية المؤسفة نيوتن ، كان إيجاد طريقة لجعل هؤلاء الناس يفهمون شيئًا واضحًا جدًا لنفسه هو الجزء الصعب!

كانت قصة التفاحة المتساقطة من الشجرة هي القصة التي ضربت أخيرًا على وتر حساس لدى جمهوره لفترة طويلة بما يكفي لكي يجدوا قيمة في محاولة فهم سبب محاولة نيوتن إخبارهم.


الخامسدائري = (GM / R) 1/2

حيث G هو ثابت الجاذبية ، R هو نصف قطر المدار ، M هو كتلة الجسم الأكبر ، مثل الأرض ، التي يدور حولها الجسم الأصغر. لاحظ أن الصيغة لا تعتمد على كتلة الجسم الأصغر. (هذه الحقيقة الأخيرة مشتقة من النظرية النيوتونية ، وهي مرتبطة بالاستدلال التجريبي الذي أجراه جاليليو بأن كائنين مختلفين الكتلة سقطتا من نفس الارتفاع على الأرض في نفس الوقت.)

يمكننا استخدام هذه الصيغة لحساب السرعة التي يتحرك بها القمر في مداره حول الأرض. بالتعويض عن كتلة الأرض M = 6 × 10 24 كجم ، ونصف قطر مدار القمر R = 3.84 × 10 8 أمتار ، وثابت الجاذبية G = 6.67 × 10-11 نيوتن متر 2 / كجم 2 ، مقدار سرعة القمر إذن 1020 متر / ثانية. هذا حوالي 2278 ميلا في الساعة.

(مرحبًا ، إذا كانت تتحرك بسرعة كبيرة ، أسرع بخمس مرات من الطائرات النفاثة ، فلماذا تبدو الطائرات وكأنها تتحرك في السماء أسرع من القمر؟ عليك الإجابة على هذا السؤال بنفسك ..)

نظرًا لأن السرعة الدائرية تختلف عكسيًا مع الجذر التربيعي لـ R ، فإن الجسم في مدار أصغر يكون له سرعة أكبر لأن الجاذبية أقوى. تخبرنا نفس الطريقة الحسابية لـ R = 6578 كم فوق مركز الأرض أن القمر الصناعي يجب أن يتحرك بسرعة 17400 ميل في الساعة (= 7790 م / ث). وبالتالي ، يجب أن تتحرك الصواريخ بسرعة مذهلة. يجب أن ينهض الصاروخ ، ثم يستدير للإشارة إلى مدار دائري بالسرعة الصحيحة. ولكن بمجرد أن تصل إلى هذه السرعة ، ستبقى في المدار دون دفع صاروخ لاحق.

نظرًا لأن السرعة المدارية للقمر الصناعي تعتمد على بعده عن مركز الأرض ، فكلما كان بعيدًا ، زادت فترة المدار. بالقرب من الأرض ، تبلغ الفترة المدارية حوالي 1.5 ساعة. إذا خرج المرء لمسافة 42000 كم (26000) ميل ، فإن الفترة المدارية هي 24 ساعة. وبالتالي سيكون القمر الصناعي في مدار جيوسينشرونوس. تخيل إطلاق قمر صناعي باتجاه الشرق فوق خط استواء الأرض في مدار متزامن مع الأرض: عندها سيبقى القمر الصناعي فوق نفس البقعة على الأرض في جميع الأوقات في مداره.


تفاحة نيوتن: القصة الحقيقية

سمعنا جميعًا القصة. إسحاق نيوتن الصغير يجلس تحت شجرة تفاح يفكر في الكون الغامض. فجأة & # 8211 بوينك! - تفاحة تضربه على رأسه. & # 8220Aha! & # 8221 يصرخ ، أو ربما & # 8220Eureka! & # 8221 في ومضة يفهم أن نفس القوة التي جعلت التفاحة تتصادم نحو الأرض تحافظ أيضًا على سقوط القمر نحو الأرض وسقوط الأرض نحو الشمس: الجاذبية.

أو شيء من هذا القبيل. القصة الملفقة هي واحدة من أشهر القصص في تاريخ العلم والآن يمكنك أن ترى بنفسك ما قاله نيوتن بالفعل. كانت مخطوطة تحتوي على حقيقة التفاحة محجوبة بعيدًا في أرشيفات الجمعية الملكية في لندن.

وهي مخطوطة لما سيصبح سيرة نيوتن بعنوان مذكرات السير إسحاق نيوتن وحياة # 8217كتبه ويليام ستوكلي ، عالم الآثار وأحد كتاب السيرة الذاتية لنيوتن ، ونُشر عام 1752. أخبر نيوتن قصة التفاح إلى Stukeley ، الذي نقلها على هذا النحو:

& # 8220 بعد العشاء ، كان الطقس دافئًا ، ذهبنا إلى الحديقة وشربناها ، تحت ظلال بعض أشجار التفاح & # 8230 أخبرني ، أنه كان في نفس الوضع ، كما كان الحال في السابق ، جاء مفهوم الجاذبية في بلده عقل _ يمانع. كانت مناسبة & # 8217d بسقوط تفاحة ، وهو جالس في مزاج تأملي. لماذا يجب أن تنزل تلك التفاحة دائمًا بشكل عمودي على الأرض ، يعتقد أنه لنفسه & # 8230 & # 8221

الإعلانات

أتاحت الجمعية الملكية المخطوطة اليوم لأول مرة في شكل رقمي تفاعلي بالكامل على موقعها على الويب في royalsociety.org/turning-the-pages. الإصدار الرقمي يحدث في نفس يوم نشر رؤية المزيد (HarperPress ، 25 جنيهًا إسترلينيًا) ، وهو تاريخ مصور للجمعية الملكية تم تحريره بواسطة Bill Bryson ، والذي يصادف الذكرى السنوية الـ 350 للجمعية الملكية # 8217s هذا العام.

لذلك اتضح أن قصة التفاح صحيحة & # 8211 في الغالب. قد لا تكون التفاحة قد أصابت نيوتن في الرأس ، لكنني ما زلت أتخيلها بهذه الطريقة. في هذه الأثناء ، بعد ثلاثة قرون ونصف ، وبعدها ألبرت أينشتاين ، ما زال الفيزيائيون لا يفعلون ذلك هل حقا فهم الجاذبية. سنحتاج إلى تفاحة أكبر.


يسقط إسحاق نيوتن & # x27s سقوط حكاية التفاح على الويب

إنها أشهر تفاحة في العلم. من المفترض أن الفاكهة التي قفزت من رأس السير إسحاق نيوتن ، وهو يتأمل الكون في بستانه ، ألهمت العالم العظيم لتطوير نظريته في الجاذبية. لسوء الحظ ، مثل العديد من الحكايات المغرية ، هذه ليست صحيحة تمامًا.

الآن ، يمكن لأي شخص يريد دراسة أفضل مصدر أصلي لإحدى الرؤى العلمية الرئيسية القيام بذلك. تتيح الجمعية الملكية لأول مرة على الإنترنت مخطوطة من 100 صفحة للطبيب ويليام ستوكلي ، الذي كتب مذكرات حياة نيوتن.

كتب Stukeley في الصحف المنشورة عام 1752 والتي كانت متاحة سابقًا للأكاديميين فقط: "بعد العشاء ، كان الطقس دافئًا ، ذهبنا إلى الحديقة وشربنا الشاي تحت ظلال بعض أشجار التفاح". "أخبرني ، لقد كان في نفس الموقف ، كما كان في السابق ، جاء فكرة الجاذبية إلى ذهنه. كان ذلك بسبب سقوط تفاحة ، بينما كان جالسًا في مزاج تأملي. لماذا يجب أن تكون تلك التفاحة دائمًا ينزل بشكل عمودي على الأرض ، يعتقد أنه على نفسه ".

قال كيث مور ، رئيس المكتبات والمحفوظات بالجمعية الملكية: "يعرف العلماء من أين تأتي قصة التفاح ، ومن الواضح أنها حكاية مصقولة لنيوتن. ما نريده هو أن يرى الجمهور المخطوطة نفسها. لم يكن الأمر مجرد نيوتن الذي صقلها ، وألقت الأجيال المتعاقبة بريقًا عليها أيضًا - تلك القصة تجعله إنسانيًا قليلاً فقط ".

المخطوطة هي واحدة من سبع وثائق يتم نشرها على الإنترنت كجزء من احتفالات الجمعية الملكية بالذكرى 350 لتأسيسها. قال مارتن ريس ، رئيس الجمعية الملكية ، إن كنوزًا أخرى من المحفوظات يتم نشرها أيضًا على الإنترنت.

قال روبرت إليف ، مدير التحرير في مشروع نيوتن ، ومقره جامعة ساسكس ، إن Stukeley لديه بعض من أفضل المعارف الداخلية المعروفة عن نواقص نيوتن ، مثل نسيان الرجل العظيم. وقال: "هناك قصة في كتاب نيوتن يقود حصانًا إلى أعلى تل خارج جرانثام ويقرأ كتابًا بيده اليسرى في نفس الوقت". "عندما وصل إلى قمة التل ، اكتشف أنه أثناء قراءته للكتاب ، انطلق الحصان لفترة طويلة".

تتضمن أوراق Stukeley قصصًا من طفولة نيوتن ، واحدة تدور حول كيفية بناء نموذج لطاحونة هوائية ، بناءً على نموذج كامل بالقرب من منزله في جرانثام. غير متأثر بآلته التي تعمل بالرياح ، واصل بناء نسخة تعمل بكامل طاقتها - مدعومة بالماوس. "لم يكن إسحاق راضيًا عن هذا التقليد العاري. دفعته sp [iri] إلى تجاوز نموذجه الأولي. كان بإمكانه وضع فأر فيه حيث [ich] يعمل بشكل طبيعي مثل الريح. وهكذا اعتاد على تصميم فأره اشتكى ميلر وأمبير مازحًا يا له من لص لأنه أكل كل الذرة الموضوعة في المصنع ".

تتضمن الوثائق الأخرى التي أصدرتها الجمعية الملكية اليوم رسومات لأزهار برية إنجليزية بقلم ريتشارد والر ، ورسومات تشريحية تستند إلى التشريح المبكر لجسم الإنسان ورسومات ثلاثية الفصوص الأحفورية التي رسمها السير هنري جيمس حوالي عام 1843. " - إنها عبارة عن سجل لعالم يحاول فهم كيفية عرض العينات النباتية "، قال مور. "كان والر مهتمًا جدًا بكيفية إعادة إنتاج اللون ، والذي كان متقدمًا جدًا لهذه الفترة."

هناك أيضًا وثائق تاريخية مهمة. "لم يكن زملاء الجمعية الملكية في الأيام الأولى مجرد علماء كما نعرفهم الآن ، بل كانوا مهتمين بجميع أنواع الأشياء. كان جون لوك ، المعروف هذه الأيام كفيلسوف ، زميلًا و [عام 1681 ] شارك في صياغة وثيقة دستورية لإحدى المستعمرات الأمريكية ، كارولينا. اعتقدنا أننا سوف نعيد إنتاج ذلك حتى يتمكن الناس في الولايات المتحدة من رؤيته "، قال مور.

تحتفظ الجمعية الملكية بأكثر من 250000 مخطوطة وقطعة من الورق في أرشيفها ، ونشر اليوم هو بداية لمحاولة إتاحة كل ذلك في يوم من الأيام. قال مور: "هذه مجرد خطوة صغيرة نحو نشر أرشيفنا على نطاق أوسع".

"المخطوطات ذات أهمية عالمية ونحن نضع هذه الأشياء على عاتقنا على الساحة الدولية".

ستشمل الأحداث الأخرى هذا العام للاحتفال بالذكرى السنوية للجمعية الملكية محاضرات عامة ومناقشات ، والتعاون مع الفنانين وفناني الأداء ، ومعرض علمي لمدة تسعة أيام في ساوث بانك بلندن في الصيف.


لماذا كانت ملاحظة نيوتن لسقوط التفاحة مهمة؟ - تاريخ

بينما لاحظ كوبرنيكوس بحق أن الكواكب تدور حول الشمس ، كان كبلر هو من حدد مداراتها بشكل صحيح. في سن السابعة والعشرين ، أصبح كبلر مساعدًا لعالم فلك ثري ، تايكو براهي ، الذي طلب منه تحديد مدار المريخ. لقد جمع براهي ملاحظات فلكية مدى الحياة ، والتي ، عند وفاته ، انتقلت إلى أيدي كبلر ورسكووس. (لقد حجب براهي ، الذي كان لديه نموذجه الخاص بالكون المتمركز حول الأرض ، الجزء الأكبر من ملاحظاته عن كيبلر جزئيًا على الأقل لأنه لم يرغب في أن يستخدمها كبلر لإثبات صحة نظرية كوبرنيكوس.) وباستخدام هذه الملاحظات ، وجد كبلر أن تتبع مدارات الكواكب ثلاثة قوانين.

مثل العديد من الفلاسفة في عصره ، كان لدى كيبلر اعتقاد صوفي بأن الدائرة هي شكل الكون و rsquos المثالي ، وأنه كتعبير عن النظام الإلهي ، يجب أن تكون الكواكب ومداراتها دائرية. لسنوات عديدة ، كافح من أجل جعل ملاحظات Brahe & rsquos لحركات المريخ تتطابق مع مدار دائري.

في النهاية ، لاحظ كبلر أن خطًا وهميًا مرسومًا من كوكب إلى الشمس اجتاحت مساحة متساوية من الفضاء في أوقات متساوية ، بغض النظر عن مكان الكوكب في مداره. إذا قمت برسم مثلث من الشمس إلى موقع كوكب و rsquos عند نقطة زمنية واحدة وموقعه في وقت محدد لاحقًا و mdashsay ، 5 ساعات ، أو يومين و mdashs ، فإن مساحة هذا المثلث هي نفسها دائمًا ، في أي مكان في المدار. لكي يكون لكل هذه المثلثات نفس المنطقة ، يجب أن يتحرك الكوكب بسرعة أكبر عندما يكون بالقرب من الشمس ، ولكن بشكل أبطأ عندما يكون بعيدًا عن الشمس.

أدى هذا الاكتشاف (الذي أصبح قانون Kepler & rsquos الثاني للحركة المدارية) إلى إدراك ما أصبح قانون Kepler & rsquos الأول: أن الكواكب تتحرك في شكل بيضاوي (دائرة مضغوطة) مع الشمس في نقطة تركيز واحدة ، معادلة من المركز.

يوضح قانون Kepler & rsquos الثالث أن هناك علاقة رياضية دقيقة بين كوكب ومسافة rsquos من الشمس ومقدار الوقت المستغرق يدور حول الشمس. كان هذا القانون هو الذي ألهم نيوتن ، الذي وضع ثلاثة قوانين خاصة به لشرح سبب تحرك الكواكب كما تفعل.

قوانين نيوتن ورسكووس للحركة

إذا كانت قوانين Kepler & rsquos تحدد حركة الكواكب ، فإن قوانين Newton & rsquos تحدد الحركة. بالتفكير في قوانين Kepler & rsquos ، أدرك نيوتن أن كل حركة ، سواء كانت مدار القمر حول الأرض أو تفاحة تسقط من شجرة ، تتبع نفس المبادئ الأساسية. & ldquo إلى نفس التأثيرات الطبيعية ، & rdquo وكتب ، يجب على ldquowe ، قدر الإمكان ، تحديد الأسباب نفسها. & rdquo قام الفيزيائي ستيفن هوكينج بكتابة أسباب مختلفة لأنواع مختلفة من الحركة. من خلال توحيد كل الحركات ، حوّل نيوتن المنظور العلمي إلى البحث عن أنماط كبيرة وموحدة في الطبيعة. أوجز نيوتن قوانينه في كتاب Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (& ldquoMathematical Principles of Natural Philosophy & rdquo) الذي نُشر عام 1687.

القانون الأول: يثابر كل جسم في حالة الراحة أو الحركة المنتظمة في خط صحيح ، ما لم يكن مجبرًا على تغيير تلك الحالة بفعل القوى المؤثرة عليه.

في جوهرها ، لن يغير الجسم المتحرك السرعة أو الاتجاه ، ولن يبدأ الجسم الثابت في الحركة ، ما لم تؤثر عليه قوة خارجية. يتلخص القانون بانتظام في كلمة واحدة: القصور الذاتي.

القانون الثاني. إن تغيير الحركة يتناسب دائمًا مع القوة المحركة المؤثرة ويتم إجراؤه في اتجاه الخط الأيمن الذي تتأثر فيه تلك القوة.

قانون نيوتن ورسكووس الثاني هو الأكثر تمييزًا في شكله الرياضي ، المعادلة الأيقونية: F = ma. يتم تحديد قوة القوة (F) من خلال مقدار تغييرها للحركة (التسارع ، أ) لجسم مع بعض الكتلة (م).

القانون الثالث. لكل فعل دائمًا رد فعل متساوٍ: أو أن الأفعال المتبادلة لجسدين على بعضهما البعض دائمًا متساوية وموجهة إلى أجزاء متناقضة.

كما وصف نيوتن نفسه: & ldquo إذا ضغطت على حجر بإصبعك ، فإن الإصبع يضغط أيضًا بالحجر. & rdquo

جاذبية

ضمن صفحات Principia ، قدم نيوتن أيضًا قانونه للجاذبية العامة كدراسة حالة لقوانين الحركة الخاصة به. تمارس كل المادة قوة ، أطلق عليها اسم الجاذبية ، تسحب كل المواد الأخرى نحو مركزها. تعتمد قوة القوة على كتلة الجسم: للشمس جاذبية أكبر من الأرض ، والتي بدورها تمتلك جاذبية أكبر من التفاحة. أيضا ، القوة تضعف مع المسافة. تتأثر الأجسام البعيدة عن الشمس بجاذبيتها.

أوضح قوانين نيوتن ورسكووس للحركة والجاذبية رحلة الأرض ورسكووس السنوية حول الشمس. ستتحرك الأرض بشكل مستقيم للأمام عبر الكون ، لكن الشمس تمارس سحبًا مستمرًا على كوكبنا. تعمل هذه القوة على انحناء مسار الأرض و rsquos نحو الشمس ، مما يؤدي إلى جذب الكوكب إلى مدار بيضاوي الشكل (شبه دائري). جعلت نظرياته أيضًا من الممكن شرح المد والجزر والتنبؤ به. يتم إنشاء ارتفاع وانخفاض مستويات مياه المحيطات عن طريق سحب الجاذبية للقمر أثناء دورانه حول الأرض.

أينشتاين والنسبية

ظلت الأفكار الموضحة في قوانين نيوتن ورسكوس للحركة والجاذبية العالمية دون منازع لما يقرب من 220 عامًا حتى قدم ألبرت أينشتاين نظريته عن النسبية الخاصة في عام 1905. اعتمدت نظرية نيوتن ورسكووس على افتراض أن الكتلة والوقت والمسافة ثابتة بغض النظر عن مكان قياسها. .

تتعامل نظرية النسبية مع الزمان والمكان والكتلة على أنها أشياء مائعة يحددها إطار مرجعي للمراقب و rsquos. كل منا يتحرك عبر الكون على الأرض في إطار مرجعي واحد ، لكن رائد الفضاء في مركبة فضائية سريعة الحركة سيكون في إطار مرجعي مختلف.

ضمن إطار مرجعي واحد ، فإن قوانين الفيزياء الكلاسيكية ، بما في ذلك قوانين نيوتن و rsquos ، صحيحة. لكن قوانين Newton & rsquos يمكن أن تشرح الاختلافات في الحركة والكتلة والمسافة والوقت التي تنتج عندما يتم ملاحظة الأشياء من إطارين مرجعيين مختلفين تمامًا. لوصف الحركة في هذه المواقف ، يجب على العلماء الاعتماد على نظرية أينشتاين ورسكووس للنسبية.

في السرعات البطيئة وعلى المقاييس الكبيرة ، ومع ذلك ، فإن الاختلافات في الوقت والطول والكتلة التي تنبأت بها النسبية صغيرة بما يكفي بحيث تبدو ثابتة ، ولا تزال قوانين Newton & rsquos سارية. بشكل عام ، القليل من الأشياء تتحرك بسرعة كافية لنلاحظ النسبية. بالنسبة للأقمار الصناعية الكبيرة بطيئة الحركة ، لا تزال قوانين نيوتن ورسكووس تحدد المدارات. لا يزال بإمكاننا استخدامها لإطلاق أقمار صناعية لرصد الأرض والتنبؤ بحركتها. يمكننا استخدامها للوصول إلى القمر والمريخ وأماكن أخرى خارج الأرض. لهذا السبب ، يرى العديد من العلماء أن قوانين أينشتاين و rsquos للنسبية العامة والخاصة ليست كبديل لقوانين نيوتن و rsquos للحركة والجاذبية العامة ، ولكن باعتبارها تتويجًا كاملًا لفكرته.


5. أدار نيوتن دار سك العملة الملكية وأعدم المزورين.

في عام 1696 ، تم تعيين نيوتن لمنصب حارس دار سك العملة الملكية ، والتي كانت مسؤولة عن إنتاج عملة إنجلترا و # x2019. غادر كامبريدج ، موطنه منذ فترة طويلة ، وانتقل إلى عاصمة بلاده ، حيث يقع دار سك العملة في برج لندن. بعد ثلاث سنوات ، تمت ترقية نيوتن إلى منصب سيد دار سك العملة الأكثر ربحًا ، وهو المنصب الذي شغله حتى وفاته في عام 1727. خلال فترة عمله في دار سك العملة ، أشرف نيوتن على مبادرة كبرى لأخذ جميع العملات المعدنية القديمة في البلاد خارج التداول واستبدالها بعملة أكثر موثوقية. كما ركز على التحقيق في المزيفين ، ونتيجة لذلك أصبح على دراية بالمدينة السيئة حيث قام شخصياً بتعقب ومقابلة المجرمين المشتبه بهم ، وتلقي تهديدات بالقتل على طول الطريق. تم إرسال عدد من المزورين الذين تبعهم إلى المشنقة.


من كان السير إسحاق نيوتن؟

كان السير إسحاق نيوتن ، المولود عام 1643 ، من أكثر العلماء تأثيرًا في كل العصور. توسعًا في أفكار العلماء الغزير الإنتاج مثل جاليليو وأرسطو ، وتمكن من تحويل النظريات إلى ممارسة ، وأصبحت أفكاره أساسًا للفيزياء الحديثة.

طور نيوتن قوانينه للحركة عام 1666 ، عندما كان عمره 23 عامًا فقط. في عام 1687 ، قدم القوانين في عمله الأساسي "Principia Mathematica Philosophiae Naturalis" ، الذي شرح فيه كيف تؤثر القوى الخارجية على حركة الأشياء.

في تطوير قوانينه الثلاثة ، قام نيوتن بتبسيط الأشياء ، واختصرها إلى نقاط رياضية بدون حجم أو دوران للسماح له بتجاهل عوامل مثل الاحتكاك ومقاومة الهواء ودرجة الحرارة وخصائص المواد ، والتركيز على النتائج التي يمكن توضيحها بالكامل بالرجوع إلى الكتلة والطول. و الوقت.

تشير قوانين نيوتن إلى حركة الأشياء في إطار مرجعي بالقصور الذاتي ، والذي يمكن وصفه بأنه نظام يظل فيه الجسم في حالة سكون أو يتحرك بسرعة خطية ثابتة ما لم يتم التصرف بناءً عليه بواسطة قوى خارجية. وجد نيوتن أن الحركة داخل مثل هذا النظام يمكن التعبير عنها باستخدام ثلاثة قوانين بسيطة.


نسب شجرة التفاح نيوتن لدينا:

التفاح هو نوع نادر للغاية & lsquoFlower of Kent & rsquo والذي تم ذكره لأول مرة في القرن الخامس عشر. الشجرة التي نزرعناها هنا في قسم الفيزياء تم توفيرها لنا من قبل كيو حدائق في عام 1976. جاء من حدائق كامبريدج النباتية الذي حصل عليه من محطة أبحاث الفاكهة في إيست مولينج في كنت. لقد حصلوا على مخزونهم من شجرة في بيلتون بارك في Lincolnshire في عام 1930 & rsquos التي تم نشرها هناك من حديقة Newton & rsquos في وولستورب مانور بواسطة القس تشارلز تورنور حوالي عام 1820.


سقوط التفاح قصة (حكاية)

ماذا يفعل: اقتباسات عن قصة نيوتن والتفاح.

شرح مفاهيم: هذه ليست مظاهرة.

    من Augustus De Morgan "ميزانية المفارقات" (SFU PN 6361 D45 1915 2 vols):

غرين هو أحد المصادر التي دفعت نيوتن إلى التفكير في الجاذبية بسقوط تفاحة: سلطته هي ثرثرة مارتن فولكس. من المحتمل أن فولكس حصل عليها من ابنة أخت نيوتن ، السيدة كوندويت ، التي يعترف فولتير بأنها سلطته. إنه موجود في المسودة التي تم العثور عليها بين أوراق مذكرات كوندويت التي سيتم إرسالها إلى Fontenelle. لكن فونتينيل ، على الرغم من أنه تاجر تجزئة رائع للحكايات ، لم يذكرها في كتابه عن نيوتن حيث قد يشتبه في أنه تم استبعادها في النسخة التي تم إرسالها إلى فرنسا. لقد تحسن D'Israeli في القصة: التفاحة "ضربته ضربة ذكية على رأسه": مما لا شك فيه أخذته فقط على عضو السببية. لقد "فوجئ بقوة السكتة الدماغية" من تفاحة صغيرة جدًا: ولكن بعد ذلك كانت للتفاحة مهمة كان هوميروس يقول إنها منيرفا على شكل تفاحة. "قاده ذلك إلى التفكير في الحركة المتسارعة للأجسام المتساقطة" ، التي استقرها غاليليو منذ فترة طويلة: "من حيث استنتج مبدأ الجاذبية" ، الذي كان قد درسه الكثيرون من قبله ولكن لم يستنتج منه أحد أي شيء. لا أستطيع أن أتخيل من أين حصل الإسرائيلي على موسيقى الراب على رأسه ، أعني أنه حصل عليها لنيوتن: هذا يختلف تمامًا عن رواياته المعتادة للأشياء. القصة ممتعة وممكنة: عيبها الوحيد هو أن الكتابات المختلفة ، المعروفة جيدًا لنيوتن ، وهو عالم رياضيات متعلم للغاية ، قدمت اقتراحات أكثر مما كان يمكن أن تفعله كيس من التفاح ، لو أنها سقطت على هذا الرأس العظيم دفعة واحدة. وبيمبرون ، متحدثًا من نيوتن نفسه ، لا يقول شيئًا أكثر من أن فكرة الاحتفاظ بالقمر بنفس القوة التي تسبب سقوط الأجسام قد صدمته لأول مرة أثناء التأمل في حديقة. تم اختيار شجرة معينة في Woolsthorpe كمشنقة للإلهة على شكل تفاحة: ماتت في عام 1820 ، واحتفظ السيد Turnor بالخشب ولكن السير D Brewster أحضر القليل من الجذر في عام 1814 ، ولا بد أنه كان على ضميره من أجل 43 سنة ربما قتل الشجرة.

إن موضوع الرسوم الكوميدية والرسوم المتحركة وكذلك المقالات المكتسبة ، وقصة نيوتن والتفاحة المتساقطة هي بلا شك أفضل حكاية معروفة في تاريخ العلم بأكمله. حتما تعرض الورقة النقدية الحالية التي يبلغ وزنها 1 باوند مع الرموز النيوتونية المألوفة الأخرى - منشور ، تلسكوب عاكس - رذاذ من زهر التفاح. كانت المقارنة التي غالبًا ما يتم إجراؤها بين التفاح في حدائق عدن وولشتورب أمرًا لا مفر منه:

هل كانت تفاحة نيوتن أقل أسطورية من تفاحة إيف؟ لم يعتقد ديفيد بروستر ، كاتب سيرة نيوتن الأول. نظرًا لأن القصة "لم يتم سردها من قبل الدكتور Stukeley ولا السيد Conduitt ، وبما أنني لم أتمكن من العثور على أي سلطة لها على الإطلاق" ، فقد خلص بروستر في عام 1831 ، "لم أشعر بالحرية لاستخدامها." كان بإمكانه أن يضيف أن Fontenelle و Whiston تجاهلا القصة تمامًا ، بينما تحدث Henry Pemberton (1728) عن التأمل في حديقة دون ذكر أي شجرة تفاح.

ومع ذلك ، كان تردد بروستر في غير محله. أنتج بحث أكثر شمولاً في الأدبيات المبكرة عدة روايات. الأكثر تفصيلاً هو كتاب Stukeley ، الذي لم يُنشر بالكامل حتى عام 1936. في 15 أبريل 1726 ، تناول العشاء مع نيوتن في كينسينجتون. بعد العشاء قال:

وأكد حساب كوندويت وجود Stukeley.

لكن كوندويت لا يعلن في الواقع أن تفاحة سقطت في وجود نيوتن ، على الرغم من أن مثل هذا الحدث متوافق مع المقطع ، فإن سقوط التفاحة يمكن أن يكون توضيحًا للأطروحة وليس الملاحظة التي أدت إلى الأطروحة.

ومع ذلك ، كانت هناك روايتان منشورتان في وقت سابق. تحدث فولتير ، الذي كتب بالإنجليزية في مقالته عن الحرب الأهلية في فرنسا (1727) ، عن "السير إسحاق نيوتن في حديقته كان أول من فكر في نظام الجاذبية ، عند رؤية تفاحة تسقط من الشجرة". كرر القصة في رسالته 1733 المعروفة والتي يسهل الوصول إليها والتي تتعلق بالأمة الإنجليزية (فولتير ، 1980) على الرغم من أنه لم يتحدث في هذا العمل عن تفاحة بل عن "ثمر يسقط من شجرة". ربما كان مصدر فولتير هو كاثرين بارتون. المصدر الأخير المبكر كان روبرت جرين ، بناءً على سلطة مارتن فولكس ، في فلسفة القوى التوسعية والتعاقدية (1727).

وهكذا يبدو من المرجح أن نيوتن قد روى في وقت ما في عشرينيات القرن الثامن عشر قصة مماثلة ، واصفًا أحداثًا وقعت قبل نصف قرن ، لأربعة أصدقاء مقربين وأقارب - كاثرين بارتون ، ومارتن فولكس ، وجون كوندويت ، وويليام ستوكلي. لا يوجد سبب للاعتقاد بأن نيوتن البالغ من العمر ثمانين عامًا لا يستطيع أن يتذكر بدقة معقولة مثل هذه الأحداث البعيدة. إذا كانت هناك مشكلة ، فهذا هو السبب في أنه انتظر طويلاً ليروي القصة. لماذا لم يتم إخبار جيل سابق من الأصدقاء - هالي أو ديفيد جريجوري أو فاتيو - بسقوط التفاحة؟

جذبت القصة حتما إضافات لاحقة. إسحاق داسرائيلي ، على سبيل المثال ، أشار إلى أن "التفاحة ضربته ضربة ذكية على رأسه". قد تكون القصة دقيقة ، مع ذلك ، إذا تم أخذها على أنها أكثر من مجرد حكاية ممتعة وحتى التفكير في كونها قادرة على شرح أفكار نيوتن حول الانجذاب العالمي ، فهي في الواقع ، في عبارة ويستفول ، `` أسطورة مبتذلة ''.

بالنسبة للشجرة الفعلية في Woolsthorpe ، فإن مصيرها وطبيعتها موثقان جيدًا. ذكر إدوارد تورنور ، صاحب القصر ، في عام 1806 أن الشجرة قد نجت وأنه أظهرها للزوار. في القرن الثامن عشر نمت تفاح على شكل كمثرى بنكهة مميزة للغاية.

رأى بروستر الشجرة في عام 1814. وقد تلاشت بشدة ، كما أشار ، وتم إزالتها في عام 1820. نُشر تقرير عن هذه الحادثة لاحقًا بواسطة سي دبليو ووكر في عام 1912. وقد التحق والده ، المولود عام 1807 ، بمدرسة في وولشتورب. في إحدى الليالي ، في عام 1820 على الأرجح ، بعد عاصفة شديدة ، تم العثور على شجرة التفاح ملقاة على جانبها. لقد تم دعمه لعدة سنوات قبل ذلك ، لكن الريح كانت أخيرًا قوية جدًا بالنسبة للشجرة المتحللة. المعلم ، السيد بيرسون ، رأى الكثير من جذوع الأشجار من الفروع. حصل والدي على واحدة من هذه القطع. . . حاول العديد من الأصدقاء وغيرهم من الأشخاص في كثير من الأحيان حث والدي على التخلي عن هذا ، لكنه دائمًا ما رفض ذلك ، لأنه كان يقدرها كثيرًا حقًا. قدم ووكر الجزء إلى الجمعية الفلكية الملكية في عام 1912.

تم أخذ سليل من الشجرة وتطعيمه على الأشجار التي تنتمي إلى اللورد براونلو في بيلتون. تم إرسال الطعوم إلى محطة أبحاث الفاكهة في إيست مولينج ، كنت. في اجتماع لنادي المجتمع الملكي في 3 نوفمبر 1943 ، بحضور جيه إم كينز ، أ. أنتج سالزبوري كيو تفاحتين من شجرة بيلتون. ذهب للتعرف على شجرة Woolsthorpe. تم إرسال طعم آخر إلى الولايات المتحدة في عام 1944 إلى بستان بنسبيري مانور ، موريسفيل ، بنسلفانيا ، منزل ويليام بن. تم زرع سليل مأخوذ من هذه الشجرة المزدهرة في عام 1954 في الممر المؤدي إلى مكتبة معهد بابسون. تم التعرف على التفاح الذي تنتجه الشجرة على أنه مجموعة متنوعة من تفاح الطهي المعروف باسم زهرة كينت. على شكل كمثرى ، تم وصف التفاح بأنه عديم النكهة ولون أحمر مع خطوط من الأصفر والأخضر.

إخلاء المسؤولية: يتم نشر جميع العروض التوضيحية لراحة واستفادة أعضاء هيئة التدريس والموظفين في قسم الفيزياء في جامعة Simon Fraser وليست مخصصة للاستخدام الخارجي. المؤلف (المؤلفون) لا يتحملون أي مسؤولية أو مسؤولية عن استخدام المعلومات الواردة في هذا الموقع. تفترض التحذيرات والتدابير الاحترازية المدرجة في هذا الموقع التشغيل العادي للمعدات وليست شاملة. قد تشكل المظاهرات خطرًا كبيرًا ويمكن ، في بعض الحالات ، أن تؤدي إلى الوفاة ، يجب اتخاذ احتياطات السلامة المعقولة. يجب أن يتم إجراء العروض التوضيحية من قبل أفراد مؤهلين فقط.


كيف غير إسحاق نيوتن العالم

عندما وُلد الطفل الصغير إسحاق في قرية ليليبوتيان الإنجليزية ، وهو طفل سابق لأوانه وصغير بما يكفي ليتناسب مع وعاء رباعي ، لم يكن من المتوقع أن يعيش.

مما يثير الفزع المحتمل لبعض طلاب التفاضل والتكامل والفيزياء المرتبكين في جميع أنحاء العالم ، أن إسحاق نيوتن لم يعش فقط ، بل نشأ وعاش لفترة كافية ليصبح العالم الوحيد الأكثر تأثيرًا في القرن السابع عشر.

شكلت مجموعة اكتشافات نيوتن الواسعة ، من نظرياته في البصريات إلى عمله الرائد في قوانين الحركة والجاذبية ، أساس الفيزياء الحديثة.

يعتقد الخبراء أن العبقرية الحقيقية لعمله هي الطريقة التي أخذ بها هذه النظريات في النهاية وطبقها على الكون ككل ، موضحًا حركات الشمس والكواكب بطريقة لم يسبق لها مثيل من قبل.

قوانين ولدت في الطاعون

الصورة الشائعة لإسحاق نيوتن هي صورة العالم ذو الشعر الأبيض الجاثم على قاعدة شجرة. عند اصطدامه برأسه بفعل سقوط تفاحة ، يحلم نيوتن بقوانين الجاذبية والباقي ، كما يقولون ، هو التاريخ.

يقول المؤرخون إنه ربما لا يوجد سوى القليل من الحقيقة في أسطورة التفاح ، لكن نيوتن كان بالفعل في خضم بعض الاكتشافات المهمة جدًا قبل حادثة الفاكهة المزعومة في جامعة كامبريدج.

Isaac Newton was born in 1642, the year of Galileo's death, and from a young age showed interest in formal education &mdash not a given in that era &mdash rather than farming. When the black plague closed Cambridge University, where he was a student, for two years starting in 1665, he spent the long months locked up at home studying complex mathematics, physics and optics.

It was during this fruitful time that Newton, with the help of a crystal prism, became the first to discover that white light is made up a spectrum of colors . He also developed the concept of infinite-series calculus, the kind of scary math studied today by engineering and statistics scholars.

By 1666, Newton had even laid the blueprints for his three laws of motion, still recited by physics students everywhere:

  • An object will remain in a state of inertia unless acted upon by force.
  • The relationship between acceleration and applied force is F=ma.
  • For every action there is an equal and opposite reaction.

What Newton didn't understand up to that point, and would spend the next two decades studying, was how those laws of motion related to the Earth, Moon and Sun &ndash a concept he called "gravity."

Simply explaining the universe

Urged on and funded by astronomer Edmond Halley, who was also at Cambridge observing the path of a now-famous comet, Newton dove into the study of gravitational force in the 1670s and '80s.

The result of Newton's research was his seminal work published in 1687, the Principia, considered by many as the greatest science book ever written.

Across the pages of the Principia, Newton breaks down the workings of the solar system into "'simple"' equations, explaining away the nature of planetary orbits and the pull between heavenly bodies. In describing why the Moon orbits the Earth and not vice-versa (it's because the Earth is so much heavier), the book literally changed the way people saw the universe.


شاهد الفيديو: هالصيصان - جاد وياد مقداد. طيور الجنة (كانون الثاني 2022).