Что открыл ньютон в механике
Исаак Ньютон | 10 главных достижений
Сэр Исаак Ньютон (1642-1727) был главным ученым во второй половине XVII в. Он был английским физиком и математиком, который, как никто другой, привел мир к научной революции. Его книга «Принципы» рассматривается многими как самая важная научная работа. Исаак Ньютон изменил способ, которым ученые рассматривали многочисленные явления, и благодаря его влиянию на развитие человечества, многие считают его величайшим ученым всех времен. Мы собрали 10 его главных достижений, включая изобретения, открытия, теории и другие вклады в науку.
Три закона движения Ньютона положили начало классической механике
Ньютон впервые опубликовал три своих закона движения, инерцию, F = ma и реакцию-действие, в своей работе «Принципы» 1687 года. Они описывают отношения между телом и силами, действующими на него, и его движение в ответ на эти силы. Законы Ньютона были подтверждены экспериментами и наблюдениями в течение более 200 лет, и они все еще остаются актуальны в масштабах и скоростях повседневной жизни. Законы положили начало классической механике, также широко известной как ньютоновская механика. Классическая механика описывает движение тел под воздействием системы сил и, начиная с Ньютона,остается основной областью изучения в математике, а также физике.
Три закона движения Ньютона
Он был первым, кто сформулировал понятие гравитации как универсальной силы
В «Принципах» Ньютон сформулировал свой закон всемирного тяготения, который гласит, что любые два тела во вселенной притягивают друг друга с силой, которая прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Помимо прочего, революционный закон помог объяснить такие явления, как приливы и траектории комет. Позднее универсальный закон гравитации Ньютона был заменен теорией общей относительности Эйнштейна, но он продолжает использоваться в качестве превосходного приближения к эффектам гравитации в большинстве приложений.
Диаграмма, описывающая закон всемирного тяготения Ньютона
«Принципы» Ньютона самая важная работа в истории науки
5 июля 1687 впервые была опубликована работа Ньютона Философия Естественных Принципов Математики, просто известная как Принципы. В ней, с помощью теории исчисления, законов движения и всеобщей гравитации, Ньютон дал новое революционное математическое описание Вселенной. Помимо всего прочего, он объединил свои законы, чтобы объяснить законы движения Кеплера. Таким образом, Ньютон снял последние сомнения в справедливости гелиоцентрической модели в Солнечной системе. Работа «Принципы» сыграла важную роль в организации промышленной революции, вскоре последовавшей и все еще полезна в нерелятивистских технологиях современного мира. Она считается не только самой важной работой Ньютона, но и фундаментальной работой для всей современной науки.
Ньютон открыл обобщенную теорему Бинома в 1665 году
Исааку Ньютону приписывают открытие обобщенной теоремы о биномах, действительной для любого рационального показателя, в 1665 году. Она еще широко используется в математике. Помимо теоремы о биноме, вклад Ньютона в математику включает в себя обнаружение тождеств Ньютона, которые находят применение во многих областях математики, включая теорию Галуа, теорию инвариантов, теорию групп и комбинаторику. Метод Ньютона, который можно использовать для нахождения минимума или максимума функции, быстро находит обратную величину числа и решает трансцендентные уравнения и вносит существенный вклад в изучение степенных рядов и теории конечных разностей.
Исаак Ньютон изобрел исчисление
В 1665 году Ньютон начал разрабатывать математическую теорию, которая впоследствии стала исчислением, математическим исследованием изменений. Исчисление впервые предоставило математикам мощную форму анализа, позволяющую находить наклоны кривых и области под кривыми. Сегодня оно широко используется в науке, технике и экономике и может решить многие проблемы, которые не может решить одна только алгебра. Несмотря на то, что между Ньютоном и немецким математиком Готфридом Лейбницем существовал долгий научный спор о том, кто изобрел исчисление, современные историки полагают, что оба они изобрели его независимо.
Он изобрел первый отражающий телескоп
В 1668 году Исаак Ньютон изобрел первый успешный отражающий телескоп, теперь известный как ньютоновский телескоп. Телескоп тех времен был большим и громоздким инструментом. Телескоп Ньютона, в котором вместо линз использовались зеркала, был более мощным инструментом и в десять раз меньше традиционных телескопов. Простая конструкция ньютоновского телескопа сделала его довольно популярным среди астрономов-любителей.
Телескоп Ньютона по-прежнему популярен
Он сделал новаторскую работу в оптике
В конце 1660-х и начале 1670-х годов Исаак Ньютон, как известно, определил, что белый свет представляет собой смесь цветов, которые можно разделить на составные части призмой. Он также показал, что разноцветный спектр, создаваемый призмой, может быть преобразован в белый свет с помощью линзы и второй призмы. Таким образом, Ньютон смог противостоять тогдашнему убеждению, что свет прост и однороден; и доказать, что это сложно и неоднородно. С тех пор неоднородность света была основой физической оптики.
Оптика, основная работа Ньютона на эту тему
Ньютон определил свет как источник цветового ощущения
Из призменных экспериментов Ньютон разработал свою Теорию цвета, которая считается его самым важным вкладом в оптику. Его теория цвета утверждала, что цвет — это результат взаимодействия объектов с уже окрашенным светом, а не сами цвета. Отдельные лучи света возбуждают ощущение цвета, когда они попадают на сетчатку глаза. Следовательно, только после изучения оптики Ньютоном свет был определен как источник цветового ощущения.
Он правильно вывел сжатие сфероидальной фигуры Земли
Другие вклады Исаака Ньютона в науку включают в себя то, что он был первым, кто проанализировал явление, известное как кольца Ньютона, в котором интерференционная картина создается отражением света между сферической поверхностью и смежной плоской поверхностью; сформулировал закон охлаждения Ньютона, который гласит, что скорость потери тепла телом пропорциональна разнице температур между телом и окружающей средой; ввел понятия ньютоновской жидкости, вязкость которой постоянна для разных скоростей сдвига и не изменяется со временем; выполнил первое аналитическое определение скорости звука в воздухе и правильно сделал вывод, что Земля должна иметь форму сплющенного сфероида.
1689 Портрет Исаака Ньютона (Возраст 46) Годфри Кнеллером
Сэр Исаак Ньютон был вторым ученым, посвященным в рыцари
Помимо его вклада в науку, Исаак Ньютон был назначен Стражем в 1696 году и Мастером в 1700 году Королевского монетного двора; служил членом парламента Англии в 1689-1690 и 1701-1702 и был избран президентом Королевского общества в 1703 году. Будучи лидером Королевского монетного двора, Ньютон использовал свои полномочия для наказания фальшивомонетчиков, и в 1717 году по «закону королевы Анны» он перевел фунт стерлингов с серебряного стандарта на золотой стандарт. В 1705 году Ньютон был посвящен в рыцари королевой Анной. Сэр Исаак Ньютон был вторым ученым, посвященным в рыцари, после сэра Фрэнсиса Бэкона.
Какие великие открытия сделал Исаак Ньютон
Математические открытия Ньютона
Ньютоновская механика
Наиболее значительные открытия Ньютон сделал в физике. Фактически от создал такой раздел физики, как механика. Им были сформированы 3 аксиомы механики, названные законами Ньютона. Первый закон, иначе называемый законом инерции, гласит, что любое тело будет находиться в состоянии покоя или движения, пока к нему не будут приложены какие-либо силы. Второй закон Ньютона освещает проблему дифференциального движения и говорит о том, что ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей приложенных к телу сил и обратно пропорционально массе тела. Третий закон описывает взаимодействие тел между собой. Ньютон формулировал его как тот факт, что для действия существует равное противодействие.
Законы Ньютона стали основой классической механики.
Но самым известным открытием Ньютона стал закон всемирного тяготения. Также он смог доказать, что силы гравитации распространяются не только на земные, но и на небесные тела. Эти законы были описаны в 1687 году после издания книги Ньютона, посвященной использованию математических методов в физике.
Закон тяготения Ньютона стал первой из возникших впоследствии многочисленных теорий гравитации.
Оптика
Следует отметить, что после открытий Ньютона оптика начала развиваться очень быстро. Он сумел обобщить такие открытия своих предшественников, как дифракция, двойное преломление луча и определение скорости света.
Что открыл Исаак Ньютон?
Открытия Исаака Ньютона – законы и физика от одного из величайших гениев. Изучите закон всемирного тяготения, три закона движения, гравитация, форма Земли.
Исаак Ньютон (1642-1727) запомнился нам как философ, ученый и математик. Для своего времени он сделал очень много и активно участвовал в научной революции. Интересно, что его взгляды, законы и физика Ньютона будут преобладать еще 300 лет после смерти. По сути, перед нами создатель классической физики.
В последствии слово «ньютоновский» будут вставлять ко всем утверждениям, имеющим связь с его теориями. Исаака Ньютона считают одним из величайших гениев и наиболее влиятельных ученых, чья деятельность охватывала множество научных сфер. Но чем мы ему обязаны и какие открытия совершил?
Три закона движения
Начнем с его знаменитой работы «Математические начала натуральной философии» (1687), в которой раскрывались основы классической механики. Речь идет о трех законах движения, добытых из законов планетарного движения, выдвинутых Иоганном Кеплером.
Ньютон и его божественный геометр. Автор – Уильям Блейк (1795)
Первый закон – инерция: объект в состоянии покоя будет оставаться в этом покое, пока на него не повлияет сила, лишенная баланса. Тело в движении продолжит двигаться с изначальной скоростью и в том же направлении, если не столкнется с несбалансированной силой.
Второй: ускорение появляется, когда сила влияет на массу. Чем больше масса, тем больше силы потребуется.
Третий: для каждого действия есть равное противодействие.
Универсальная гравитация
Ньютона стоит поблагодарить за закон всемирного тяготения. Он вывел, что каждая точка массы притягивает другую силой, направленной вдоль линии, пересекающей обе точки (F = G frac
Эти три постулата гравитации помогут ему измерять траектории комет, приливов, равноденствий и прочих явлений. Его доводы разбили последние сомнения касательно гелиоцентрической модели и научный мир принял факт, что Земля не выступает вселенским центром.
Известное дерево, вдохновившее Ньютона на мысли о гравитации
Все знают, что Ньютон пришел к выводам о гравитации благодаря случаю с яблоком, упавшим ему на голову. Многие думают, что это всего лишь шуточный пересказ, а ученый вывел формулу постепенно. Но в пользу яблочного прорыва говорят записи в дневнике Ньютона и пересказы его современников.
Форма Земли
Исаак Ньютон полагал, что наша планета Земля сформировалась в виде сплющенного сфероида. Позже догадка подтвердится, но в его времена это была важная информация, которая помогла перевести большую часть научного мира с декартовской системы на механику Ньютона.
В математическом поле он обобщил биномиальную теорему, исследовал степенные ряды, вывел собственный метод для аппроксимации корней функции и поделил на классы большинство кривых кубических плоскостей. Также он делился разработками с Готфридом Лейбницем.
Его открытия были прорывными в физике, математике и астрономии, помогавшие при помощи формул разобраться в строении пространства.
Оптика
В 1666 году он все больше углубляется в оптику. Все началось с изучения свойств света, который он измерял сквозь призму. В 1670-1672 гг. исследовал рефракцию света, показывая, как разноцветный спектр перестраивается в одиночный белый свет при помощи линзы и второй призмы.
Солнечные лучи проходят сквозь призму
В итоге, Ньютон понял, что цвет формируется из-за взаимодействия объектов изначально окрашенных. Кроме того заметил, что объектив любого инструмента страдает из-за светового рассеивания (хроматическая аберрация). Ему удалось решить проблемы при помощи телескопа с зеркалом. Его изобретение считается первой моделью отражающего телескопа.
Кроме того…
Также ему принадлежит заслуга в формулировке эмпирического закона охлаждения и изучение скорости звука. С его подачи появился термин «ньютоновская жидкость» – описание любой жидкости, где вязкие напряжения линейно пропорциональны скорости ее трансформации.
Большое количество времени Ньютон посвящал исследованию не только научных постулатов, но и библейской хронологии и внедрялся в алхимию. Однако многие работы появились только после смерти ученого. Так что Исаак Ньютон запомнился не только как талантливый физик, но и философ.
Чем же мы обязаны Исааку Ньютону? Его идеи были прорывными не только для того времени, но и послужили стартовыми точками для всех последующих ученых. Он подготовил плодородную почву для новых открытый и вдохновил на исследование этого мира. Неудивительно, что у Исаака Ньютона появились последователи, развивающие его идеи и теории. Если вам интересно узнать больше, то на сайте есть биография Исаака Ньютона, где представлены дата рождения и смерти (по новому и старому стилю), самые важные открытия, а также интересные факты о величайшем физике.
Сэр Исаак Ньютон
Фото Все
Видео Все
Тайны истории: Исаак Ньютон / Документальный / National Geographic
BBC Ньютон Темный Еретик
Ньютон. Из серии «Великие ученые»
Исаак Ньютон — биография
Исаак Ньютон – математик, физик, астроном, механик. Сформулировал закон о всемирном тяготении, автор трех законов механики, вошедших в основу классической механики. Ему принадлежит разработка интегрального и дифференциального исчисления и теория цвета.
Исаака Ньютона считают величайшим светилом научного мира. Он прославился в физике и математике, открыл закон гравитации, движения и исчисления. И это кроме основной деятельности. Родившись в семье неграмотных крестьян, он собственным умом постиг тайны Вселенной, стал одним из создателей классической физики. Отличался скрытностью и замкнутым характером, некоторые свои открытия он так и не продемонстрировал своим современникам.
Детство
Родился Исаак Ньютон 4 января 1643 года (по юлианскому календарю) в деревне Вулсторп, расположенной в графстве Линкольншир в Великобритании. Мальчик родился недоношенным в самый канун Рождества, и потом считал это хорошей приметой. А пока он был хилым и слабым ребенком, у которого было мало шансов на выживание. Его долго не крестили, потому что не были уверены, что он вообще выживет. Однако мальчишка оказался на удивление живучим, он не только выкарабкался, но и сумел дожить до глубокой старости. Ньютон умер в 84, и это было скорее исключением, чем правилом в семнадцатом веке.
Портрет Исаака Ньютона в детстве
Своего отца мальчик не знал, Исаак Ньютон-старший умер за несколько месяцев до рождения сына. Новорожденного назвали в честь отца, достаточно состоятельного и успешного мелкого фермера. После того, как он умер, жена унаследовала поля и лесные угодия с плодородной землей. А еще ей досталась баснословная по тем временам сумма – пятьсот фунтов стерлингов.
Мама мальчика – Анна Эйскоу, вскоре устроила свою личную жизнь. Ее мужем стал богатый священник Варнава Смит, который не питал нежных чувств к своему трехлетнему пасынку. Мать с ее новым мужем переехали в другую деревню, а Исаак остался на попечении бабушки, а потом дяди Уильяма Эйскоу. Вскоре один за другим у Анны и Варнавы родилось трое детей.
Исаак рос разносторонне развитым ребенком. Ему нравилась поэзия, живопись, он трудился над изобретением ветряной мельницы и водяных часов, часами возился с бумажными змеями. Мальчик по-прежнему не отличался богатырским здоровьем и не любил общаться со сверстниками. Вместо веселых игр во дворе он проводил время в уединении, предпочитая заниматься тем, что представляло для него интерес.
В школе Исаак никак не мог подружиться со сверстниками, к тому же часто болел и пропускал занятия. Все это раздражало его одноклассников, и однажды они избили его до полусмерти. Это было большим унижением, и ответить кулаками своим обидчикам Ньютон не мог, потому что никогда не был силачом. Тогда он решил завоевать уважение своим умом.
До этого происшествия Исаак учился очень плохо, из-за чего его не любили учителя. После драки он всерьез взялся за учебу, постепенно приобрел себе славу лучшего ученика. Теперь его все больше интересовала математика, техника и необъяснимые явления в природе.
К шестнадцатилетию старшего сына мать снова овдовела, и ей самой было трудно управляться с хозяйством. Она привезла Исаака в родное поместье, в надежде на то, что он поможет ей вести домашние дела. Но, в то время Ньютон уже был серьезно увлечен конструированием разных механизмов, много читал и даже сочинял стихи.
Мать это очень раздражало, а тут еще друзья и родственники начали уговаривать ее дать согласие на то, чтобы парень продолжал учебу. Так, с помощью школьного учителя мистера Стокса, родного дяди Уильяма Эйскоу и знакомого Хэмфри Бабингтона, Исаак смог в 1661-м окончить школу и стать студентом Кембриджского университета.
Научная карьера
В вузе Исаак учился в статусе «sizar». Это человек, который учится бесплатно, но за это задействуется в разноплановых работах, в том числе и в помощи обеспеченным студентам. Ньютону не нравилось его положение, но он собрал все свое мужество и справился. Он был таким же нелюдимым, как и раньше, у него абсолютно не было друзей.
Исаак Ньютон
В те времена в Кембриджском университете учили естествознание и философию, опираясь на учения Аристотеля, несмотря на то, что уже было известно об открытиях Галлилея, Коперника и Кеплера. Ньютон много читал, он живо интересовался всеми новинками в мире астрономии, математики, фонетики и оптики. Молодой человек изучал даже теорию музыки, в общем, все, что было новым и попадалось ему под руку. Ему так нравилось это занятие, что он иногда не мог вспомнить, спал ли он, и что ел.
В 1664-м Исаак Ньютон начал самостоятельно трудиться. Он выделил основные проблемы человека и природы, которых насчитывалось сорок пять, и которые никто до него не пытался решить. Биография студента изменилась в том же году, после того, как в его жизни появился талантливый математик Исаак Барроу, преподаватель математической кафедры вуза. Спустя некоторое время Барроу стал учителем Ньютона и по совместительству одним из малочисленных друзей ученого.
Барроу сумел привить Ньютону любовь к математике, он стал серьезно заниматься этой наукой. Вскоре он уже мог похвастаться своим первым открытием в области математики – биноминальным разложением для производного рационального показателя. В это же время Ньютон стал бакалавром.
Исаак Ньютон изучает преломление света
С 1665 по 1667 годы Исаак жил в родовом поместье в Вусторпе. Тогда Англия находилась во власти бубонной чумы, воевала с Голландией, и поэтому университет закрыли. Однако и дома он не прекращает своих научных изысканий. Основной интерес в те годы для Ньютона представляла оптика. Его интересовал вопрос преодоления хроматической аберрации в линзовых телескопах, и изучение этого явления привело его к открытию дисперсии. Он ставил эксперименты для познания физической природы света. Его опыты и сейчас проводят во многих вузах.
В итоге Исаак открыл корпускулярную модель света, он понял, что это поток частиц, вылетающий из источника света и прямолинейно двигающийся к ближайшему препятствию. Эта модель была очень далека от объективности, но стала основой в классической физике. Именно благодаря ей, потом сформировались современные понятия о физике явлений.
В то же время Ньютон открыл свой самый известный закон – о всемирном тяготении. Однако опубликован он был спустя несколько десятилетий, потому что Ньютона больше интересовал сам процесс, а не слава.
Любители любопытных фактов придерживаются мнения, что в открытии этого закона Ньютону помогло упавшее на голову яблоко. На самом деле ученый долго шел к этому открытию, проделывал опыты, записывал все в журнал.
Результатом долгого и кропотливого труда и стало это открытие. А вот легенда об упавшем на голову ученого яблоке принадлежит перу философа Вольтера.
Светило науки
После возвращения в конце 1660-х в Кембридж, Исаак Ньютон стал магистром. Теперь ему полагалась собственная комната и группа молодых студентов, которым он преподавал математику. Однако Исаак не очень любил преподавательскую деятельность, его больше интересовали научные разработки. Студенты это быстро «просекли» и стали прогуливать его лекции. Случалось такое, что аудитория была абсолютно пустой во время его урока. Зато Ньютон отметился изобретением телескопа-рефлектора, благодаря которому стал членом Лондонского королевского общества. Благодаря его изобретению, стали возможными большие открытия в астрономии.
Исаак Ньютон изучает астрономию
В 1687-м в печать попала самая важная из всех работ ученого – книга, которую он назвал «Математические начала натуральной философии». Ньютон и до этого уже печатался, но именно этот труд имел очень большое значение – благодаря ему возникла рациональная механика и все математическое естествознание. Этот труд состоял из закона всемирного тяготения, трех уже знакомых законов механики, которые стали основой классической физики, ключевых понятий в физике.
Математический и физический уровень труда Ньютона превосходили все то, что до него открыли другие ученые в этой области. Работа не содержала недоказанную метафизику, в ней отсутствовали пространные рассуждения, необоснованные законы и расплывчатые формулировки, которых придерживались в своих трудах Декарт и Аристотель.
В 1699-м в Кембриджском университете студентов учили по системе мира Ньютона. В это время ученый занимал административные должности.