你知道三大運動定律是哪三個嗎?

你知道三大運動定律是哪三個嗎?

17世紀後半,在英國科學家牛頓手中誕生的「牛頓力學」,說它是近代科學的出發點也不為過。所謂牛頓力學是闡明「受力物體會如何運動?」的科學。棒球、自天而降的雨滴、甚至連我們的身體運動,只要是日常生活中眼睛見到的所有物體的運動,可以說差不多都在牛頓力學的「守備範圍」之內。
牛頓力學的基礎是「慣性定律」、「運動方程式」、「作用與反作用定律」這三個「運動定律」。只要瞭解這三個定律,就可以掌握所有物體運動的本質。在本特集中,將仔細介紹這三大定律。

運動三大定律 慣性定律(第一運動定律)②
發現「慣性定律」的人是伽利略
藉由思考實驗,發現偏離常識的定律
慣性定律這個「偏離常識」的定律,是在牛頓出生這年逝世的義大利科學家伽利略所發現的。他進行了如1般的實驗。球滾動過位在左邊的A斜面,然後爬升到位在右邊的B斜面。斜面非常平滑,幾乎可以將摩擦完全忽略。此時,
球所爬升到的B斜面高度,與從A斜面開始滾動時的高度相同。即使改變B斜面的斜度,球可以爬升到與剛開始相同高度的事實都沒有改變(2)。伽利略注意到該實驗事實。
伽利略據此進行思考實驗(3),換言之就是在腦中進行實驗。伽利略在腦海中將B斜面的斜度逐漸放平緩,因為球還是可以爬升到相同的高度,所以球應該會漸漸滾動到遠方。
最後,B斜面成水平。此時,球應該會永久地在該水平面上筆直前進。換言之,球在水平方向未受任何外力的情況下,一直持續在滾動。這就是慣性定律※。伽利略經過這樣的思考實驗,好不容易發現慣性定律。

※但是伽利略是認為:「若沒有力的作用的話,運動中的物體會持續作圓周運動」。例如:他認為地球是球,因此如果3的運動一直持續的話,可以推測最後成圓周運動。而第一個提出更正確結論的是法國科學家笛卡兒(1596∼1650年),他說:「若沒有力的作用的話,運動中的物體會持續地筆直前進。」

-牛頓科學雜誌第24期

 

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