牛頓站在了諸如伽利略、笛卡爾、開普勒、和惠更斯等巨人的肩膀上。這些巨人都在物理學、數學和天文學領域做出了重要的貢獻,這些貢獻為牛頓自己科學理論的形成和發展提供了條件和基礎。
其中,伽利略對自由落體和拋射運動的研究,以及他使用望遠鏡觀測天體為牛頓提供了基礎;笛卡爾則對數學和物理學有重大貢獻,他的向量和坐標的概念為牛頓提供了工具;開普勒的研究表明行星的運動是橢圓形的,并且他們的軌道是對稱的,這為日后的萬有引力理論提供了基礎;惠更斯則對光的波動理論進行了研究,這也啟發了牛頓對光的本性的理解。
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牛頓站在了伽利略和哈雷等巨人的肩膀上,通過他們的研究成果,牛頓發展出了萬有引力定律和經典力學。其中一個例題是關于利用萬有引力定律計算行星軌道的問題。
假設有一個行星繞太陽運動的軌道,已知行星的質量為m,太陽的質量為M,兩者之間的距離為r,行星的周期為T。根據萬有引力定律,行星受到的太陽引力可以表示為:F = G M m / r^2,其中G是萬有引力常數。
根據牛頓的第二定律,行星在單位時間內所受的力等于它的質量乘以加速度,即F = ma。將這個關系式代入到行星的軌道運動方程中,可以得到:a = 4 π^2 r / T^2。
將這個加速度代入到萬有引力定律中,可以得到一個簡單的等式:G M m / r^2 = 4 π^2 r / T^2。這個等式可以用來求解行星的軌道半徑r和周期T之間的關系。
例如,如果已知一個行星的質量為m = 5.9736 10^24 kg,太陽的質量為M = 1.9891 10^30 kg,周期為T = 365.25天,那么可以通過求解上述等式來計算行星的軌道半徑。
需要注意的是,這只是萬有引力定律的一個簡單應用,實際上牛頓在建立這個理論時還考慮到了許多其他因素,如太陽和行星的自轉、行星之間的相互作用等等。這些因素在更復雜的行星運動問題中是需要考慮的。