万有引力是怎么被证明的

如题所述

是苹果落地导致牛顿发现万有引力吗

美国哈佛大学科技史教授柯亨不久前撰文,对苹果落地的故事表示怀疑.柯亨引证史料,说明牛顿走向万有引力理论的重大一步是在1679年末到1680年初.1679年
11月24曰,胡克写信给牛顿,向他介绍一种分析曲线运动的新方法.胡克聪明地看到,物体沿曲线轨道的运动有两个分量,一个是惯性分量,一个是向心分量.惯性分51量势必沿曲线的切线方向作直线运动,而向心分量则总是拉物体偏离惯性的直线轨道.月球运动的稳定轨道就是这两个分量互相匹配,使得月球既不会沿切线方向跑掉,又不会螺旋式地接近地球.笛卡儿认为物体作曲线运动只是运动物体企图逃离中心的力造成的,但实际上没有这样的力存在.胡克信中请牛顿对这个假设提出意见或评论.这个假设显然是牛顿后来把曲线运动分解为一个惯性分量和一个向心分量这种想法的入门.因为在此之前,牛顿还常常用笛卡儿的离心力来描述运动.胡克在信中还大胆提出,将行星吸向太阳的向心力大小,与两星之间的距离平方成反比.由于胡克缺乏牛顿的数学才能,因此他不能再往前进,不能由直觉的预感与猜想,飞跃到严格的科学结论.
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第1个回答  2017-01-11

最开始的时候,是Kaplar写了三条定律:

    行星轨道是一个椭圆形

    恒星的在这个椭圆的焦点上

    行星轨道半长轴的一半的三次方与行星运动周期的平方比值为定值

同时,Newton通过总结前人的经验,提出了三条原理:

    没有力的时候,物体只做匀速直线运动或静止

    物体动量变化率与受到的力成正比

    物体的作用力与作用力大小相等、方向相反;当两个物体看成质点的时候,力的作用线必须在两个质点的连线上(仅对经典力学)

因此,当考察行星运动的时候,简略的模型是行星只受到恒星的力,我们设这个力为F

于是可以根据这个F对于一个椭圆形轨道列动力学方程:

    施力物体在焦点上

    受力物体在椭圆上

    受力物体运动周期在施力物体一定的情况下只和轨道半径有关

因此可以发现两个天体之间的力一定是一个引力,而且大概与半径的平方成反比

由于和行星质量没有关系,所以力必须和行星质量成正比;因为这个力分不清行星和恒星,所以也必须和恒星质量成正比。

当时没有电磁学呢,所以这个力只和质量有关。所以就认为是质量产生了这个力

后来大家观测天体的时候发现Newton万有引力公式可以描述几乎一切天体的运动(后来发现也许行星的运动不是椭圆,而是抛物线、双曲线……),好像彗星的计算在这里面帮了很大的忙;而且没有发现有什么和它相悖

于是大家就认为这个公式是正确的

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TIP:如果你只是高中生或者大一非理科本科生好奇,看了上面的就算了;下面多说几句,以防日后出现一个新的民科:

物理“定律”本身应当是不能证明的,因为它相当于数学上的“公理”,所以上述大概只是“牛顿是怎么得到它”的过程,严格来说这不算“证明”(毕竟这不可能是牛顿脑子一抽被托梦写出来的,所以肯定是有个导出过程)

物理“定律”的生命历程:发现一个事实->计算这个事实的数学模型->用这个模型预言其他的事实->用更多的数据来检验->大家发现找不到反例,于是是正确的(“证明”了)->终于有一天找到了反例,于是是错误的(证伪了)

即:我的理论能解释一切,说明这是个可实现模型;我用这个模型导出来的事实都被证明了,你们也承认了,那么此时这就是一个定律。既然你们承认了,那么你们要做的是反驳我,反驳不出来我不对也是对的。此时你们不应当要求我拿出证明,你们需要拿出证伪才对。

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第2个回答  2020-12-18

万有引力的本质是什么?是如何产生的?

第3个回答  2020-02-29
重力公式证明万有引力就是磁力
重力f=mg。公式中的m是指任何物质,当然也包括磁性物质,公式中的g是指任何物质的重力加速度都是g=9.8m/秒2,当然也包括磁性物质。既然任何物质、大小不同的物质,当然也包括磁性物质的重力加速度都是g=9.8m/秒2,那它们必然同时落地。既然任何物质、大小不同的物质,当然也包括磁性物质的同时落地,这和我们已知的地球有磁力,磁铁球有磁力,所以地球和磁铁球之间必然有磁引力。因为磁性物质间的磁引力或斥力比万有引力大得多,那么一个磁铁球和同样的铁球从空中同时下落,磁铁球会受到万有引力和磁力的两种力,铁球只受到万有引力的作用,所以磁铁球应该先落地相矛盾。既然是磁铁球和同样的铁球同时落地,这足以证明万有引力就是磁力,否则磁铁球应该先落地。如果磁铁球和同样的铁球不同时落地加利略的斜塔落体实验就是错的,重力公式f=mg就是错的。
第4个回答  2019-06-01
为什么说牛顿的万有引力定律是不存在的?
摘名家名言:
“标准模型描述的其他力,与引力完全不同。计算较小引力的彼此作用时,你得到的是愚蠢答案。数学根本算不来。"-@马克杰克逊-Mark Jackson(理论物理学家)
"因此,若A物体密度>所沉浸的(水/气)流体密度,A物体就下沉。若A物体密度<所沉浸的(水/气)流体密度,或A物体形状合适(如位于船内),它就能漂浮/飘浮起来。”-维基百科-Wikipedia
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这个世界上根本不存在万有引力,只有浮力、重量和密度!是这三个因素决定了物体的升降!
物体在水面浮起,是因为物体底部的水顶力,超过了物体顶部承受的水压力。同样,物体在空中飘起,是因为物体底部的气顶力,超过了物体顶部承受的气压力。这两种情况下,浮力=替换相同空间的空气/液体的重量,阿基米德原理(Archimedes'principle)适用水,也适用于空气。
水(液体)和空气(气体)的唯一区别是密度。不仅液体有浮力,气体也有浮力。一如位于“液体海洋”底部的物体,人类生活在“空气海洋”的底部,我们抬头观看漂浮在头顶的氢气球。若用氨气填充气球,它比氮气、氧气和其他气体元素轻,气球会立刻向上飞;用比氦气更轻的氢气填充气球,气球会飞得更快。若吹吹比空气重一些的蒲公英种子,它就会飞走,再慢慢落到地上。
简而言之,重量、大小、密度、浮力,决定了物体的上升或下降。物体到达属于它的均衡/平衡点(equilibrium/balance)。石块在池塘里下沉,而沙滩求漂浮。
水浮力vs空气浮力
“为什么地球不吸引烟雾,却吸引砸在牛顿身上的苹果呢?答案很简单:因为烟比空气轻,故不会下降、而是上升。万有引力不过是牛顿用来证明地球围绕太阳公转的一种托词,它越快归入坟墓,就越利于社会的各个阶层。”@David Wardlaw Scott,<Terra Firma>
引力的来源,被现代科学定义为:“相互引力原理,仅由密度与质量决定。”
重量(weigh)这个词,用来衡量两个物体之间的引力。基于定义了单词起源和词根的语源学,源于拉丁语gravitas的gravis意思是“重量/重”。
轻的物质飘起来,重的物质掉下去,这是简单的自然法则,与“地心引力”
分属不同范畴。引力是一种假想磁力,让巨大质量的物体拥有引力。BY THE WAY,这种类磁力的巨大引力,在自然界中无处可寻。地球自然界中没有一个大球体/物体,因为自身的巨大质量而被小物体粘住,或被小物体围绕旋转。
退一步说,即使引力存在,为什么它会让行星围绕太阳公转,却让人类黏在地球上?若真有引力,要么人类应漂浮在绕地轨道上,要么地球被拉着撞向太阳。让人类的双脚黏在地球上,同时让地球围绕太阳公转,这是什么样的一种魔法呢?这两个现象截然不同,却归因于同一缘由。
过去的几十年间,NASA播出了宇航员们在“近地轨道”体验完全失重/“零重力”的视频,若引力不存在,失重效果是怎么形成的?后来才知道,过去的数十年中,NASA与波音公司携手研制了“零重力飞机-Zero G plane'
和“零重力演习-Zero G maneuvers",它们在任何高度都能产生失重状态。
经过改装的波音727飞机上,受过特殊训练的飞行员进行了名为“抛物线”.
的特技飞行。飞机通过发动机推力和升降舵控制45。的俯仰角,当达到最大高度时,飞行器高速下行。飞机上升时就出现失重状态,并一直持续到抛物线高点,完结于向下30。倾角。
因此,所有美国宇航局的宇航员在“航天飞机”或“国际空间站”上的镜头,都可以由零重力飞机在大气层里轻松模拟。两者无明显区别。
天体物理学家说,直至2010年以后,被称为“引力子-gravitons"的亚原子粒子才被人类发现,他们认为这些“引力子”才是引力产生的动因。这些绝少人能弄清楚的高精尖科技,被认为是引力真实存在的新证据。人类在实验室里观测不到也证实不了引力,也许在宇宙真空中可以,但地球大气层内并非真空。天文学家说,他们已经测定了所有的行星的距离、形状、轨道、重量与相对位置。没有引力,人们就不能倒过来站在地球上;没有引力,地球和行星不能绕着太阳公转:没有牛顿引力、爱因斯坦相对论、哥白尼日心理论、大爆炸理论,地球之神话就要分崩离析。无论从象征或字面意义理解,这都不是合理的宇宙学推论。
地球-月球系统图示
若地球以23.50的倾角、1,000英里的时速自转,地心引力就必须在下倾的地球背侧增加力道,以吸住广袤的大洋海水。而地心引力的原理到底是什么,至今仍未得证实。想想数万亿加仑的海水吧,它们被无形、未经证实、科学的
“地心引力”吸住了!
既然地球以23.5。倾角自转、地心能引力吸住背侧的大洋海水,为何同样的测量口径不能应用在世界最大的湖泊身上?月球距离地球238,000英里,月心引力仅地球的1/6,然而它每天让直径6倍于它的地球出现2次潮汐。
显然,9300万英里远的太阳的引力更大,它让地球与月球各行其位,然而却是月球改变了地球洋面的形态。
据说,所有的行星都在宇宙真空中“坠落”。然而,若根据万有引力行星相互吸引,那么小质量的行星为何不会掉到大质量的行星那里呢?既然处于
“坠落”状态,让月球维持原有的轨道的动因是什么,星体间为何不彼此吸入?
“万有引力定律能让氢气球漂浮起来,却不能让砖块漂浮起来?书被扔到105空中,接着掉在地上,仅仅因为书比空气重,这就是全部的原因。我剪断氢气球的拉绳,它上升到一定的高度,接着停留在那一高度;我吹起羽毛,它飘起来、停留、缓缓落下。砖块被扔到空中接着掉在地上,仅仅因为砖块比空气重,这就是全部的原因。"--@威尔伯.沃利瓦-Wilbur Voliva
月球的赤道直径为2160英里,地球的赤道直径为8000英里,那么使用数学与现代科学定律,地球的体积是月球的87倍。因此,大物体应该吸引小物体,而不是相反。若地球较大的引力使月球保持在旋转轨道上,那么月球引力就不可能取代地球的引力。
如果月球的引力确实压倒了地心引力,使得地球洋面产生潮汐现象,那么没有什么能阻止它继续向前并延伸。科学把这一现象称为“潮汐隆起-tidalbulge",于是形成了一个梨形的地球,之前是扁圆形球体,再之前是正圆球体。天体物理学家们无法确定地球是何种形状…但是,如果在月球上安装一个实时摄像机,我们就能看见了!
日心理论认为地球引力是月球的6倍,月球沿椭圆轨道围绕地球运行,地球的潮汐与月球同步。
据说,卡曼线(Kárman line)位于地面上空的62英里处,这里是大气层与外太空相切的地方。据说,地心引力在此处被大大消减,以至于宇航员们能够太空行走(space walk)。他们说,相当于地球引力1/6的月球引力,每天两次跨越238,000英里来翻腾地球的海洋。
月球引力产生的海洋潮汐现象,在世界的一些地区影响更大,而在另一些地区影响较小。地球以23.5。的地轴倾角、1000英里/时的自转高速,hold住数万亿加仑的海水,地球并未把这些洋水甩到外太空里。这一看不见、未经正实的地心引力,抵消了其高速旋转的离心力。
月球的周转速度与路径是均匀的,故它对海洋潮汐的影响应该也是均匀的。然而世界各地的海洋潮汐,涨落十分不同。我们认为,地心引力把地球上栖居的人类与其他生物固定在这个自转的星球上:然而只要愿意,我们就能通过跳跃而逃避地心引力。
月球引力是如此均匀,以至于我们的海洋潮汐表能提前数周或数月进行预测,预测周期精确到秒。一些地区的潮汐变化有几十英尺误差,但相距很近、甚至仅有1-2英尺。奇怪的是,在所有的湖泊、河流、池塘、溪流中,月球的引力均无法测量。他们给出的原因是,水体规模太小。他们从未告诉我们,
“神奇”月球引力与地球水体的对比,一如伊利湖(Lake Erie)与地球五大洋的对比。
这是NASA对"size matters"的解释,这是所有与空间有关知识的唯一理论来源。注意,他们仅在真空中证明过引力的存在一而我再说一次,地球并非真空。
“事实上,潮汐存在于所有水体中-包括浴缸内的水,只因水体太小而无法测量。即使是北美五大湖之一的苏必利尔湖(Lake Superior),潮汐对其的影响也太微小了,以至被气压的影响轻易抵消。这一现象被称为假潮/湖震(seiche)。五大湖的潮汐表从不存在,也绝少假潮/湖震的新闻预告,因其垂直波动值小于50厘米。反倒是休伦湖(Lakes Huron)和密西根湖(Lakes Michigan)之间的麦基诺海峡(Straits of Mackinac),假潮/湖震最强。”
-@R.曼宁马奎特-R.Manning.Marquette(NASA天体物理学家)
“月球的运行速度和路径是一致的,故其对地球的影响应该是一致的。然而,世界各地的潮汐现象并不统一。纳塔尔港(Port Natal,位于非洲的南非),高潮与低潮差约6英尺;而在纳塔尔港以北600英里远的比拉港(Beira,位于非洲的莫桑比克),高潮与低潮差约26英尺。内陆的湖泊没有潮汐
质疑:
如果万有引力存在,那么引力的本质是什么?
如果把地球打空心是不是引力就消失了?
地球的质量再计算时需要从什么层次开始计算代入引力公式?
为什么金字塔质量这么大没有见到有蚂蚁被吸引在它的侧面不能动弹?
为什么对于力如此敏感的人类没有感觉到任何引力哪怕微弱的作用与存在?

牛顿是怎么发现万有引力的?
牛顿发现万有引力是因为:他在姐姐的果园里坐着,突然有一颗苹果落到了地上,他就开始思考推动力和重力的拉力。通过不断地思考并总结前人的发现才最终想到万有引力理论。万有引力定律(Law of universal gravitation)是艾萨克·牛顿于1687年在《自然哲学的数学原理》上所发表的一种自然规律。任何两个质...

万有引力是怎么证明的?
但是,胡克只提出了行星与太阳之间引力关系的猜想,而牛顿却能利用自己创立的微积分证明这个猜想,并将 万有引力定律推广到宇宙间一切物体。在牛顿的猜想中,地上的苹果与天上的行星受到了同种力的作用。因为月球在轨道上运动的向心加速度与地面重力加速度的比值等于地球半径平方与月球轨道半径平方之比,即...

万有引力公式的推导. 详细
万有引力定律的确是“猜”出来的。从开普勒第三定律推导太阳和地球之间引力满足F=GMm\/R^2是严格的数学结论,但并不能说明有质量的物体之间都有这样的引力。牛顿发觉地面上,比如使“苹果落地”的力,和天体间的力,都是一种满足平方反比的力,很自然地(或许当时的历史条件下是很大胆地?)猜测,这...

怎么证明万有引力定律? RT
而W=2*3.14\/T带入上面的式子就可以得到T平方比上R的三次方是定制,也就是开普勒定律所阐述的内容,这样就证明了牛顿引力定律.其实科学的讲,这不叫证明,因为牛顿定律是牛顿想出来的,再通过一系列科学的观测数据来核实的,并不能从根源来证明,开普勒也是实验天文学家,他是通过对天文资料的长期观测总结...

牛顿的万有引力定律是怎么论证的?
这与由运动学方法测出的实际数值取得了一致,进一步证实了万有引力定律的正确性。1685年,牛顿又克服了数学上的困难,严格地证明了计算一个均匀的球状物体对外面物体的吸引作用时,可以将所有的质量看作是集中在物体的中心。困难终于被扫除,牛顿的万有引力定律终于在1687年的《数学原理》中正式发表了。

最终证实万有引力定律的历史事件是什么?为什么能证实?
而在伽勒发现海王星的一年前英国一个叫亚当斯的年轻天文学家也通过计算得出了海王星的轨道,只是他把自己的论文提交给当时的英国皇家格林威治天文台台长艾里时被忽视了,但国际上还是把海王星的发现权给了他们三人。海王星的发现进一步证明了万有引力定律。这里说个题外话,早在1612年,伽利略就通过望眼镜观测...

万有引力定律推理依据是什么
由于这个规则,必须普遍承认,一切物体,不论是什么,都被赋与了相互的引力(gritation)的原理。因为根据这个表象所得出的一切物体的万有引力(universal gritation)的论证……”牛顿在1665~1666年间只用离心力定律和开普勒第三定律,因而只能证明圆轨道上的而不是椭圆轨道上的引力平方反比关系。在1679年...

万有引力定律的推导过程
对于高中生够用了。证明:开普勒第三定律r^3\/T^2=C(C是常数)万有引力F,形式未知,但一定等于向心力F=mr(2π\/T)^2 带入1\/T^2=C\/ r^3 F= mr 4π^2 (C\/ r^3)= C’m\/ r^2 因为引力的对称性F= C”M\/ r^2 所以F= GMm\/ r^2 G是常数 ...

万有引力只是一种错觉,它其实并不存在吗?
万有引力定律(law of universal gravitation)物体间相互作用的一条定律,1687年为牛顿所发现。任何物体之间都有相互吸引力,这个力的大小与各个物体的质量成正比例,而与它们之间的距离的平方成反比。如果用m1、m2表示两个物体的质量,r表示它们间的距离,则物体间相互吸引力为F=(Gm1m2)\/r²,...

万有引力是怎么被证明的
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