Роль законів Ньютона в розвитку фізики
Ісаак Ньютон – великий англійський фізик, астроном і математик, механік. Високої похвали заслуговують роботи Ньютона, у яких він заклав основи наукового розуміння законів Всесвіту і замінив фантастичні релігійні домисли.
Ісаак Ньютон народився в 1643 році в Вулсторпі, недалеко від Грантеми, у бідній селянській сім`ї. Але це не завадило йому навчатися в Кембріджському університеті. У 1672 році Ісаак Ньютон став його науковим членом, а з 1673 року – постійним президентом Лондонського королівського товариства Англійської академії наук. З 1669 по 1701 рік Ісаак Ньютон був членом Лондонського королівського товариства та професором фізики і математики в Кембріджському університеті.
Ньютон сформулював основні закони класичної механіки, відкрив закон всесвітнього тяжіння, розробив основи диференціального й інтегрального числення. Головна робота Ньютона «Математичні витоки натуральної філософії» (1687 р.) стала відправною точкою для усіх робіт з механіки і небесної механіки протягом наступних двох століть. У «Оптиці» (1704 р.) він пояснив більшість світлових феноменів за допомогою розробленої ним нової теорії світла.
Фізичні відкриття Ньютона були тісно пов`язані з рішенням астрономічних проблем. Незалежно від Г. Лейбніца, Ньютон розробив диференціальне та інтегральне числення. Трохи пізніше він виявив розсіювання світла, хроматичні аберації; вивчив інтерференцію та дифракцію, а також кільця, які пізніше були названі його ім`ям. Оптика Ньютона народилася зі спроби поліпшити лінзи для астрономічних заломлюючих телескопів і звільнити їх від перекручувань – аберацій. У 1668 році він розробив конструкцію дзеркального телескопа, а в 1672 році був обраний членом Лондонського королівського товариства. Ґрунтуючись на встановленому ним самим законі гравітації, Ньютон прийшов до висновку, що всі планети і комети притягаються Сонцем, а супутники – планетами з силою, обернено пропорційною квадрату відстані між ними. Теорія гравітації дозволила йому пояснити багато астрономічних явищ – особливості руху Місяця, прецесію, припливи, стиск Юпітера, розробити теорію фігури Землі.
Думки Ньютона, його здатність пояснювати і описувати найрізноманітніші природні явища, зокрема, астрономічні, справили величезний вплив на подальший розвиток науки.
Фундаментальні закони «Ньютонової механіки»
Вінцем наукової роботи Ньютона є його безсмертна робота «Математичні принципи натуральної філософії», котра вперше була опублікована в 1687 році. У ній він узагальнив результати, досягнуті його попередниками з власними дослідженнями, і створив першу єдину когерентну систему земної і небесної механіки, яка лягла в основу всієї класичної фізики. Тут Ньютон дав визначення початковим поняттям – кількості речовини, що відповідає масі, щільності, кількості руху, відповідному імпульсу, і різних типів сили. Формулюючи поняття кількості матерії, він виходив з того, що атоми складаються з однієї первинної матерії; щільність розумілася як ступінь заповнення одиниці об`єму тіла первинною матерією. У цій роботі була представлена доктрина світової гравітації Ньютона, на основі якої він розробив теорію руху планет, супутників і комет, що становлять Сонячну систему. Ґрунтуючись на цьому законі, він пояснив феномен припливів і відливів на Землі та стиснення Юпітера.
Концепція Ньютона стала основою для багатьох технічних досягнень в довгостроковій перспективі. На його основі були побудовані багато методів наукових досліджень в різних областях науки.
Перший та другий закони Ньютона
Закон інерції був вперше встановлений Галілеєм для випадку горизонтального руху: Якщо тіло рухається в горизонтальній площині, його рух рівномірний і тривав би постійно, якби площину нескінченно розширювати в просторі. Ньютон дав більш загальне формулювання закону інерції як першого закону руху: кожне тіло знаходиться в стані спокою або в прямому і рівномірному русі до тих пір, поки діючі на нього сили не змінять цей стан.
У житті цей закон описує випадок, коли, переставши тягнути або штовхати рухоме тіло, воно зупиняється і не продовжує рухатися з постійною швидкістю. Автомобіль з вимкненим двигуном зупиняється. Закон Ньютона вимагає застосування гальмівної сили до автомобіля, що котиться по інерції, яка на практиці являє собою опір і тертя автомобільних шин об поверхню дороги.
Другий закон Ньютона – диференційний закон руху, що описує зв`язок між рівнянням всіх сил, що діють на тіло, і прискоренням цього тіла. Один з трьох законів Ньютона.
Другий закон Ньютона говорить, що прискорення, яке має тіло, прямо пропорційне всім силам, що впливають на тіло, і обернено пропорційне масі тіла.
Цей закон записаний у вигляді формули: a=F/m, де a – це прискорення тіла, F – це сила, яка діє на тіло, а m – це маса тіла.
Або, більш відомий вигляд: F=m∙а в тих же виразах.
І це лише частина величезної праці вченого.
Висновок
За словами Ейнштейна, Ньютон – цей геніальний вчений – вказав на спосіб мислення, експериментальні дослідження і практичні побудови, створив геніальні методи і прекрасно ними володів, був надзвичайно винахідливий у пошуках математичних і фізичних доказів, був реальною долею на переломному етапі духовного розвитку людства. При цьому сучасна фізика ніколи не відкидала «Ньютонову механіку» (так звану класичну механіку), вона лише встановлювала межі її застосування.