science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe ontdekte Isaac Newton de bewegingswetten?

Het apochorfe verhaal van een appel die op het hoofd van Sir Isaac Newton valt, is waarschijnlijk een van de bekendere verhalen over de ontdekking van een fundamenteel wetenschappelijk proces, ook al is er geen bewijs dat hij werd geraakt door vallende vruchten. Wat wel waar is, is dat de bewegingswetten van Newton nog steeds op grote schaal worden gebruikt om de soorten voorwerpen en snelheden die je in het dagelijks leven tegenkomt, uit te leggen.

TL; DR (te lang; niet Lees)

Het verhaal van de vallende appel van Newton is voornamelijk een legende - documenten geven aan dat hij een appel zag vallen, maar er is geen bewijs dat hij is geraakt - maar hoewel het hem misschien het idee heeft gegeven om de zwaartekracht te berekenen, de gerespecteerde wetenschapper ontdekte pas de bewegingswetten na vele jaren wiskunde, natuurkunde, optica en astronomie te hebben gestudeerd.

Sir Isaac Newton's vallende appel

Mogelijk de beroemdste legende in de geschiedenis van de wetenschap die van de vallende appel. Het verhaal gaat dat de jonge Isaac Newton in zijn tuin zat toen een appel op zijn hoofd viel en hij plotseling zijn theorie van zwaartekracht bedacht. Het verhaal is door de jaren heen enorm overdreven, maar er is bewijs dat het is gebeurd. In 2010 publiceerde de Royal Society in Londen het originele manuscript dat beschrijft hoe Newton een appel zag vallen uit een boom in de tuin van zijn moeder en begon zijn theorie van de zwaartekracht uit te werken. Dit artikel is geschreven door een tijdgenoot van Newton, William Stukeley, en beschrijft een gesprek dat Stukeley met Newton had gehad, in de schaduw van een appelboom, over waarom een ​​appel altijd naar het midden van de aarde valt. Er is echter geen bewijs dat de appel bij welke gelegenheid op Newton's hoofd terechtkwam.

Wie was Sir Isaac Newton?

Sir Isaac Newton, geboren in 1643, was een van de meest invloedrijke wetenschappers van alle tijden. Uitgaand op de ideeën van vorige productieve wetenschappers zoals Galileo en Aristoteles, was hij in staat om theorieën om te zetten in praktijk, en zijn ideeën werden de basis voor de moderne fysica.

Newton ontwikkelde zijn bewegingswetten in 1666, toen hij slechts 23 jaar oud. In 1687 presenteerde hij de wetten in zijn baanbrekende werk 'Principia Mathematica Philosophiae Naturalis', waarin hij uitlegde hoe externe krachten de beweging van objecten beïnvloeden.

Bij de ontwikkeling van zijn drie wetten vereenvoudigde Newton objecten, waardoor ze werden gereduceerd tot wiskundig punten zonder grootte of rotatie om hem factoren als wrijving, luchtweerstand, temperatuur en materiaaleigenschappen te laten negeren, en zich te concentreren op resultaten die volledig kunnen worden geïllustreerd met betrekking tot massa, lengte en tijd.

De wetten van Newton verwijzen naar de beweging van objecten in een inertiaal referentieframe, dat kan worden beschreven als een systeem waarin een object in rust blijft of beweegt met een constante lineaire snelheid tenzij gehandeld door externe krachten Newton vond dat beweging binnen een dergelijk systeem kon worden uitgedrukt met behulp van drie eenvoudige wetten.

Newton's drie bewegingswetten

1. "Een lichaam in rust zal in rust blijven en een lichaam in beweging zal in beweging blijven tenzij het wordt beïnvloed door een externe kracht ." Als een object staat stil, het zal niet vanzelf gaan bewegen. Als een object in beweging is, zal de snelheid en richting niet veranderen tenzij iets het verandert. Dit wordt vaak de 'wet van de inertie' genoemd.

2. "De kracht die op een voorwerp inwerkt, is gelijk aan de massa van dat object maal zijn versnelling." Objecten gaan verder en sneller wanneer ze harder worden geduwd, en zwaardere objecten hebben meer kracht nodig om dezelfde afstand te verplaatsen als lichtere objecten.

3. "Voor elke actie is er een gelijke en tegenovergestelde reactie." Wanneer een object in één richting wordt geduwd, is er altijd een gelijke weerstand vanuit de tegenovergestelde richting. Deze wet kan worden gebruikt om uit te leggen hoe een raket werkt: zijn krachtige motoren duwen op de grond (de actie) en de weerstand vanaf de grond duwt de raket met een gelijke kracht naar boven (de reactie).

Wat Is de erfenis van Newton?

De bewegingswetten van Newton, die door de afgelopen 300 jaar door talrijke experimenten zijn geverifieerd, vormen de basis van de eerste tak van de natuurkunde. Dit staat nu bekend als de klassieke mechanica, de studie van de beweging van massieve objecten en is de basis waarop andere takken van de fysica worden gebouwd. Klassieke mechanica heeft ook belangrijke toepassingen in andere gebieden van de wetenschap, waaronder astronomie, scheikunde, geologie en techniek.