Исак Нютон | физик, математик и астроном

Живот

Ранен живот

Исак Нютон е роден (според Юлианския календар, използван по това време в Англия) на Коледа, 25 декември 1642 г. (4 януари 1643 г.), "час или два след полунощ", в имението Уолсторп в Уолсторп-бай-Колстуърт, село в графство Линкълншир, Англия. Баща му, който също се казва Исак Нютон, умира три месеца преди раждането му. Когато Нютон е на три години, майка му, Хана Айскоф, се омъжва повторно за преподобния Барнабас Смит. Младият Нютон остава с баба си по майчина линия, Марджери Айскоу.

От 1655 до 1659 г. Нютон учи в Кралското училище в Грантъм. Когато е на 17 години, той е отстранен от училището. Майка му се опитва да го направи фермер, но това не му харесва. Хенри Стоукс, учител в Кралското училище, поискал от майка му да го върне в училището.

През юни 1661 г. е изпратен да учи в университета в Кеймбридж.

Открития

През 1666 г. Исак Нютон експериментира със светлината и открива, че различните цветове имат различно пречупване. През 1670 г. той започва да изнася лекции по тази тема.

Нютон обяснява функционирането на Вселената с помощта на математиката. Той описва законите на движението и гравитацията. Тези закони са математически формули, които обясняват как обектите се движат, когато върху тях действа сила. Нютон публикува най-известната си книга "Принципи" през 1687 г., докато е професор по математика в колежа "Тринити" в Кеймбридж. В Principia Нютон обяснява три основни закона, които управляват начина, по който обектите се движат. След това той описва своята идея или теория за гравитацията. Гравитацията е силата, която кара предметите да падат. Ако един молив падне от бюрото, той ще се приземи на пода, а не на тавана. В книгата си Нютон използва законите си, за да покаже, че планетите се въртят около слънцата по овални, а не кръгли орбити. Нютон открива и дифракцията. Това го кара да навлезе в областта на физиката, където се развива успешно.

Трите закона за движението на Нютон

Следват трите закона за движението.

1. Първи закон (Закон за инерцията)

Първият закон за движението на Нютон гласи, че обект, който не е тласкан или дърпан от някаква сила, ще остане неподвижен или ще продължи да се движи по права линия с постоянна скорост. Лесно е да се разбере, че ракетата няма да се движи, ако нещо не я бута или дърпа. По-трудно е да се разбере, че един обект ще продължи да се движи без помощ. Помислете отново за ракетата. Ако някой лети с ракета и скочи от нея, преди ракетата да спре, какво ще се случи? Ракетата продължава да се движи, докато не излезе в космоса. Склонността на даден обект да остане неподвижен или да продължи да се движи по права линия с постоянна скорост се нарича инерция.

2. Втори закон (Закон за ускорението)

Вторият закон обяснява как една сила действа на даден обект. Обектът се ускорява в посоката, в която го движи силата. Ако някой се качи на велосипед и натисне педалите напред, велосипедът ще започне да се движи. Ако някой бутне велосипеда отзад, велосипедът ще се ускори. Ако велосипедистът натисне обратно педалите, велосипедът ще се забави. Ако водачът завърти кормилото, велосипедът ще промени посоката си. Формулата, показваща този закон, е F=m*a, или силата, действаща върху даден обект, е равна на масата, умножена по ускорението.

3. Трети закон (Закон за взаимните действия)

Третият закон гласи, че ако даден обект се бута или дърпа, той ще се бута или дърпа в противоположна посока. Ако някой вдига тежка кутия, той използва сила, за да я избута нагоре. Кашонът е тежък, защото създава еднаква сила надолу върху ръцете на вдигащия. Тежестта се предава чрез краката на повдигача към пода. Подът се изтласква нагоре с еднаква сила. Ако подът натискаше с по-малка сила, човекът, който вдига кутията, щеше да падне през пода. Ако той се отдръпне с по-голяма сила, повдигащият ще полети във въздуха.

Един от предложените "нулеви закони" е фактът, че във всеки един момент тялото реагира на силите, приложени към него в този момент. По подобен начин идеята, че силите се събират като вектори (или с други думи се подчиняват на принципа на суперпозицията), и идеята, че силите променят енергията на тялото, са предложени като "четвърти закон".

Откриването на закона за гравитацията

Когато повечето хора си мислят за Исак Нютон, те си представят как той седи под ябълково дърво и наблюдава как пада ябълка. Някои смятат, че ябълката е паднала върху главата му. Нютон разбира, че това, което кара неща като ябълки да падат на земята, е специфичен вид сила - силата, която наричаме гравитация. Нютон смятал, че гравитацията е силата на привличане между два обекта, като ябълката и земята. Той също така смятал, че обект с повече материя упражнява върху по-малките обекти същата сила, каквато те упражняват върху него. Това означавало, че голямата маса на Земята привлича обектите към нея. Ето защо ябълката падна надолу, вместо нагоре, и защо хората не се носят във въздуха.

Исак Нютон продължил да мисли за гравитацията. Преди Нютон хората са смятали, че само обекти, намиращи се близо до Земята, падат надолу. Но Нютон смятал, че гравитацията не трябва да се ограничава само до Земята и предметите върху нея. Ами ако гравитацията стигне до Луната и отвъд нея?

Нютон изобретява формула за изчисляване на силата на привличане между две тела. Той я използва, за да изчисли силата, която е необходима, за да се движи Луната около Земята. След това я сравнил със силата, която кара ябълката да пада надолу. След като взел предвид факта, че Луната е много по-далеч от Земята и има много по-голяма маса, той открил, че силите са еднакви. Луната се задържа в орбита около Земята под въздействието на земната гравитация.

Формулата, измислена от Нютон, се нарича Закон за гравитацията.

Въздействие

Изчисленията на сър Исак Нютон променят начина, по който хората разбират Вселената. Никой не беше успял да обясни защо планетите остават на своите орбити. Какво ги задържа? По-малко от 50 години преди раждането на Исак Нютон се смятало, че планетите се държат на място от невидим щит. Исак доказал, че те се държат на място от гравитацията на Слънцето. Той също така показал, че силата на гравитацията се влияе от разстоянието и от масата. Той не бил първият, който разбрал, че орбитата на една планета не е кръгла, а по-издължена, като овал. Това, което е направил, е да обясни как се получава това.

Исак Нютон е първият, който открива законите за гравитацията и за движението. Той създава и нова област в математиката, известна като смятане, въпреки че по същото време германецът Готфрид Лайбниц развива тези идеи. Работата му има голям принос в областта на науката и математиката, което го прави един от най-влиятелните учени в човешката история и един от най-великите математици на всички времена.

Великият физик Алберт Айнщайн смята, че идеята на Нютон за гравитацията не е напълно точна. Той коригира много от нещата, които Нютон е направил.

Смърт

Исак Нютон умира на (1728-03-31)31 март 1728 г. [20 март 1728 г.] в Лондон, Англия.

Погребан е в Уестминстърското абатство. Той създава предпоставки за появата на много известни физици, като Алберт Айнщайн, Джеймс Чадуик и Стивън Хокинг.