当前课程知识点：力学 > Ch2. 质点动力学 > §2万有引力定律 > Video

返回《力学》慕课在线视频课程列表

Video在线视频

Video

下一节:Video

返回《力学》慕课在线视频列表

Video课程教案、知识点、字幕

我们上一节

讲到牛顿三定律

光有牛顿三定律不行

还要知道力的规律

力四种基本的相互作用

其中一种就是引力

所以我们下面讨论

万有引力

就是揭示物质之间的

引力作用的规律

牛顿就在开普勒三定律的基础上

通过动力学的讨论

得到了万有引力定律

这个万有引力定律的发现

是他最伟大的贡献

最伟大的成就

我们来看

发现万有引力定律的

实验三步曲

那么万有引力定律

是通过实验发现的

那么发现这个实验

有个典型的三个步骤

在万有引力的发现里面

体现的最充分

首先我们来看

万有引力定律是来自几代人

孜孜不倦的努力共同完成的

首先是实验观测

天文学家第谷布拉赫

几十年来

就是观测行星的运动

在当时的技术条件下

做了最精确的观测和记录

得到了大量的

详实的行星运动的数据

所以他完成了

这三步骤的第一步

就是实验观测

这种实验观测

是后面工作的基础

第二步骤是整理数据

总结实验规律

在这些大量的数据的基础上

它在内部隐含着

什么样的简单的规律呢

这就需要

后继者做大量的工作

在理论指导上

做各种各样的研究

才能够得到

所以这是实验研究的

一个非常重要的

或者说更重要的阶段

那么这就是开普勒

就根据第谷的这些实验数据

然后还有理论指导

什么理论指导呢

就是天文学的理论的指导下

来进行的

当时的天文学有两种观点

一种是地心说

认为所有的行星

绕着地球来转动

如果按地心说的话

就总结不出实验规律的

因为它不符合实际

那么第二种是哥白尼的日心说

而开普勒呢

就采用了正确了理论

哥白尼的日心说

这样的话才有可能做到

总结出实验规律来

所以从数据到实验规律

它有正确理论的指导

而开普勒

正是按照正确的理论指导

才能得到正确的结果

但是这里面

有大量的工作要做

首先要把地球的轨道

要测量的很精确

其次要把第谷

在地球上观测的数据

转化到日心的数据

所以这要进行大量的工作

开普勒首先分析的

是火星的运动

大家知道火星的偏心率

是比较大的

因此开普勒

在拟合运动轨道的时候发现

数据和实际的火星的圆周轨道

是不相符误差比较大

那怎么办呢

因为当时统治性的

天文学的观点

认为行星应该做着圆周运动

现在你的实际数据

和圆周运动的拟合误差很大

怎么办

于是开普勒

做了一个革命性的结论

或者是革命性的突破

为什么行星一定是圆周呢

它完全可以做一个椭圆运动

这就是一个革命性的变革

正因为有这样的革命性的变革

才可以有这个革命性的突破

那么这就是说开普勒

走上了改革整个天文学的道路

也正是这种革命性的突破

才使得他获得成功

确定行星的轨迹是椭圆

这样的话

就比较顺利了

于是开普勒在1609年发表了

他的三定律里的前两个定律

一个是行星做的椭圆运动

一个是面积速率为常数

这是两个定律

这两个定律

都是每个行星各自的特点

那么有没有

整个太阳系共同的特点呢

开普勒没有停止在前两个定律上

而是在继续的研究

在过了9年以后

发表了第三定律

就把掩藏在

第谷的数据里面的

行星运动的全部的规律

都揭示出来了

这第三定律

体现了整个太阳系的共同的性质

所以三个定律

就包含了

整个行星运动的所有规律

这样的话开普勒

他就达到了实验的

科学的顶峰

总结出了完整的科学的

严格的实验规律

这个实验规律

只是揭示了

物体运动的实际情况

但是隐含在这些规律背后

它的内在因素

是通过实验发现不了的

这个规律必须

通过动力学的研究

才能够得到

而揭示这个实验规律

所隐含的内在的自然的规律

是一个更重要的工作

是一个辉煌性的

开创性的一个工作

而这个工作就由牛顿完成了

那么要想完成这个工作

首先要知道动力学

有动力学的研究做基础

才可以实现

因此这个工作就由

提出了动力学的

牛顿三定律的牛顿来实现

而牛顿为什么要去研究

他的动力学的定律呢

其实他的主要目的

也是为了

解释行星运动的规律

在牛顿的同时代

牛顿提出了一个体系

就是牛顿三定律

还有一些科学家

提出了另外一些体系

有的甚至比牛顿三定律还要简单

所以刚开始的时候

牛顿三定律

并不占统治地位

但是牛顿由三定律

发现了万有引力定律

正确的解释了行星的运动

这样

他的整个体系才站稳了脚跟

才成为了统治性的力学规律

这样的话

牛顿建立的三定律

在此基础上

得到万有引力定律

所以万有引力定律

对于牛顿来说

也是水到渠成

他发现也是应该的

还有一个哲学上的考虑

因为当时人们认为

地上的规律跟天上规律不一样

你牛顿定律

是在地球上做实验发现的

你能够应用到天上的行星运动吗

所以这一个哲学上考虑

而牛顿坚信整个的宇宙

整个的自然

它服从着统一的规律

因此地球上发现的牛顿定律

可以应用到天上去

这样

才能够真正揭示行

星运动的奥秘

力学课程列表：

微积分简介

-一.导数与微分

-二. 积分

绪论

-绪论

Ch1.质点运动学

-§1 矢量简介

-Ch1.质点运动学--习题

-§2质点运动学

-§3 相对运动-参考系变换

-习题

--习题

Ch2. 质点动力学

-§1牛顿力学.力

-§2万有引力定律

-习题--作业

-§3 牛顿力学应用

-§4.非惯性系.惯性力(上)

-习题

--习题

-§4.非惯性系.惯性力(下)

-习题

--习题

Ch3.动量

-§1动量.质点动量定理

-§2质点系动量定理

-习题

-§3质心和质心运动方程

Ch4.功和能

-§1动能.功.动能定理

-Ch4.功和能--习题

-§2保守内力.势能

-§3机械能定理.机械能守恒

-习题

--习题

-§4自由碰撞

Ch5.角动量

-§1质点角动量.质点角动量定理

-习题--作业

-§2质点系角动量定理

-习题

--习题

-§3万有引力场中质点运动

-§4.刚体 (上)

-习题

--习题

-§4.刚体 (下)

-习题

--习题

Ch6.连续介质力学

-§1应力应变

-§2.固体形变和流体静力学(上)

-§2.固体形变和流体静力学(下)

-Ch6.连续介质力学--习题

-§3理想流体动力学(上)

-习题

--习题

-§3理想流体动力学(下)

-§4粘滞流体动力学(上)

-习题

--习题

-§4粘滞流体动力学(下)

-§5流体阻力(上)

-习题

--习题

-§5流体阻力(下)

Ch7. 振动和波

-§1自由振动.简谐振动

-Ch7. 振动和波--习题

-§2阻尼和受迫振动

-§3简谐振动合成(上)

-习题

--作业

-§3简谐振动合成(下)

-§4简谐波

-习题

--作业

-§5波动方程.波速

-习题

--习题

-§6衍射反射折射多普勒效应

-§7简谐波迭加.非谐波传播

-习题

--习题

-§8驻波

-习题

--习题

Ch8.狭义相对论

-§1 基本原理

-§2 L氏坐标变换.速度变换(上)

-习题--作业

-§2 L氏坐标变换.速度变换(下)

-习题

--习题

-§3 相对论动力学基础

-习题

--习题

-§4 质量.动量.能量.力相对论变换;不变量

-习题

--习题

Ch9.广义相对论

-§1.基本原理

-§2史瓦西场中时间与空间(上)

-§2史瓦西场中时间与空间(下)

-§3大爆炸宇宙学简介

Video笔记与讨论

也许你还感兴趣的课程:

© 柠檬大学-慕课导航课程版权归原始院校所有，
本网站仅通过互联网进行慕课课程索引，不提供在线课程学习和视频，请同学们点击报名到课程提供网站进行学习。