牛顿第一定律的发现者实际上是另一个人,伽利略而不是牛顿

亚里士多德对运动和力的关系的理解在2000多年前的古希腊,人们开始关注和研究运动和力的关系。亚里士多德是希腊哲学的大师,在当时享有很高的社会声望。

发现者

亚里士多德通过观察大量的体育现象,如马车,发现了这一现象。为了让马车继续前进,马必须不停地拉着马车。如果马车上的马的拉力消除了,马车就会停下来!他认为物体只有在受到外力作用时才会移动。如果没有作用,物体应该是静止的。

发现者

马拉的马车

他从中得出一个重要的结论:力是维持物体运动的原因,物体只有在强大时才会运动。当时,人们的认知水平受到亚里士多德权威的限制和制约,导致他的结论统治了当时近2000年的人们的思想。此后很长一段时间,人们始终坚信亚里士多德的观点和结论。伽利略对运动和力之间关系的研究直到17世纪,亚里士多德的观点才逐渐被科学家们所批评。在意大利,出现了一位伟大的科学家,他强调“数学与实验相结合”的研究方法来理解自然规律。他是“现代科学之父”——伽利略。他用严格的数理逻辑建立了基于实验事实和推理的科学研究体系,促进了现代实验科学的发展!

发现者

伽利略自从伽利略非常重视实验和推理相结合的科学研究方法以来,他当然对亚里士多德通过观察得出的“力是维持物体运动的原因”的结论持怀疑态度

猜想和假设

他观察到一个非常重要的现象:当一个物体上坡时,它的速度变得越来越慢,当它下坡时,它的速度变得越来越快当你看到这种现象时,你会怎么想?伽利略做了一个大胆的猜测:如果一个物体有一定的速度,只要它不加速或减速,那么它的速度将保持不变并继续运动!

设计实验

这只是猜测。根据这一现象,他设计了著名的“倾斜实验”来验证他的想法他设计的实验大概是这样的:

发现者

斜面实验

实验设备准备:

1,准备一个光滑的黄铜球

2,找一块长木板,在中间刻一个凹槽(可以容纳铜球滚动)。凹槽应该尽可能光滑,或者用光滑的羊皮纸做衬里。

发现者

实验设备准备

开始实验:

1,垫好长木板的两端,先使两端的斜面有相同的角度,在左侧斜面一定高度处释放铜球,并记录释放铜球的高度

观察到的现象:铜球滑下左侧斜坡后,它会冲上右侧斜坡,并在到达与左侧释放的铜球相同的高度后返回!

2,保持左侧坡度不变,减缓长板右侧坡度,继续在第一次相同位置释放铜球。

观察到的现象:铜球滑下左侧斜坡后,继续冲上右侧斜坡,到达与释放位置相等的位置后返回。然而,发现铜球在右侧斜坡上滑动的距离比第一个实验中的要长。

3,保持左斜坡不变,右斜坡再次减速,并在左斜坡的相同位置释放铜球。

实验现象:铜球释放后,当右斜率达到等于左释放点时,铜球仍会返回!与此同时,人们发现球在右边的斜坡上有更长的距离。

发现者

斜率实验现象图

注:本实验中的三个球必须从同一个位置释放,因为释放位置不同,球冲向右侧斜率时的速度也不同。为了确保铜球以相同的初始速度冲向右侧斜坡,必须控制三个球在左侧斜坡的相同位置释放。这种实验方法被称为“控制变量法”

实验分析:

铜球滑下左侧斜坡,然后冲向右侧斜坡。我们非常了解它。这就像坐过山车一样。如果你从一个斜坡下来,你肯定会冲到另一个斜坡。

因为我们的斜面和铜球非常光滑,我们会发现铜球每次都达到与释放高度相同的高度,但是我们让斜面变得越来越慢,这将导致球必须有更长的距离才能达到释放高度。

这时,我们需要使用科学研究中最常用的实验方法——“推理方法”。我们可以合理推断。当我们把右边的斜坡放平时,如果我们想达到与释放位置相同的高度,球将如何移动?

我们基于实验现象的合理推理的结果是:球将以恒定的速度运动!

结论

伽利略认为,如果正确的斜坡是水平的,铜球应该继续以一定的速度移动,永远不会停止。在实验中,铜球会慢慢停止,因为它受到摩擦阻力和空气阻力。如果铜球没有受到阻力,它可以继续移动!

伽利略通过倾斜实验和严格的逻辑推理敏锐地捕捉到了这一重要信息,并由此得出了一个重要结论:力不是维持物体运动的原因。如果物体不受力的影响,静止的物体将一直保持静止,而运动的物体将继续以这个速度运动,也就是说,以恒定的速度运动。这个结论是“惯性定律”或“牛顿第一定律”的雏形!

笛卡尔对运动和力之间关系的理解及其补充

发现者

笛卡尔

伽利略的实验和结论对笛卡尔研究宇宙自然规律有很大影响。笛卡尔在伽利略的基础上更进一步得出了他的结论。他认为力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。如果一个物体不受力,它将保持静止或匀速直线运动!

我们发现笛卡尔不仅想到了力不能维持物体运动的原因,而且还解释了力是改变物体运动状态的原因。如果运动物体不受力的影响,它不仅会匀速运动,而且它的方向也不会改变。它会以均匀的直线运动!

看到这里,我相信你也发现了,牛顿第一定律已经呼之欲出

牛顿对运动和力之间关系的总结和归纳

发现者

艾萨克牛顿

牛顿在总结以往经验的基础上提出了著名的“牛顿第一定律”:当所有物体不受力的影响时,它们总是保持静止或匀速直线运动,直到外力迫使它们改变这种状态!

这是我们熟悉的“牛顿第一定律”的发现过程。我们发现牛顿对“牛顿第一定律”的贡献实际上没有伽利略大,而只是对以前经验的总结。

因此说,“牛顿是伟大的,因为他站在巨人的肩膀上”

这句话虽然牛顿嘲笑胡克,但他的伟大确实离不开伽利略,所以,他说伟大的人如果不是胡克,也应该是伽利略

因此,“牛顿第一定律”的第一个发现者应该是伽利略,而不是牛顿!

大家都在看

相关专题