牛顿陪伴你的高中、大学
1. 牛顿三个运动定理——高中物理
2. 万有引力定律——高中物理,大学人造卫星轨道理论、天文学
3. 牛顿二项式定理
4. 微积分——数学、工程等等
这个四个理论其实在今天的生活中都随处可见(只是没这么明显),总之就是相当有意义的。
当然,理论建立的抽线程度也随之提高。
按照1-4排列的顺序,抽象程度也越来越高。如果只是单独去看其中某个定理,那么很容易想不明白。但4个定理都是慢慢建立起来的,找到牛顿当时遇到的问题再去理解这些理论的建立过程,也就隧道渠成了。
1. 牛顿三个运动定理
1、牛顿第一运动定律又称惯性定律性定律。常见的完整表述:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
2、牛顿第二运动定律的常见表述是:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且与物体质量的倒数成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。即
3、牛顿第三运动定律的常见表述是:相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。该定律是由艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中提出的。即
简记为:
- 惯性定律
- (定量力的大小)
- (作用力与反作用力的关系)
2. 万有引力定律
万有引力定律是[艾萨克·牛顿]在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。牛顿的普适的万有引力定律表示如下:
任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比,与两物体的化学组成和其间介质种类无关。
至于如何通过实验验证万有引力公式,不作详细介绍。一般在涉及卫星力的分析,直接利用公式即可。(即理论的正确性验证就不用自己做了,已经有很多人做过验证,我们直接使用公式即可)
式中:
G:为万有引力常数
引力常量G是物理学术语,目前公认的结果是卡文迪许测定的G值为6.754×10-11N·m²/kg²,目前最新的推荐的标准为G=6.67259×10-11N·m²/kg²,通常取G=6.67×10-11N·m²/kg²,如果使用厘米克秒制则G=6.67×10^-8 dyn·cm²/g²。
3. 牛顿二项式定理
二项式张开项的系数可以构成杨辉三角
其中的展开通项式为:
比如:
如何证明求和简式的算式就是呢?
证:
把(n)式到(1)式的方程加起来有:
4. 微积分——数学、工程等等
其中:为定义式
可以称为简记表达式,简式
为定积分式
为计算式
微积分其实核心就是函数f(x)(function)、原函数F(x)(primitive function)、导函数f'(x)(derivative function)三者之间的关系。连接这个的思想是极限。
比如:
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