Od czasów starożytnych zadawano sobie pytanie, jak poruszają się planety. Zanim Kepler sformułował prawa opisujące ruch planet, uważano, że muszą się one poruszać po okręgach. Kepler i jego następcy udowodnili, że jest to ruch po elipsie. Jednak dopiero Robert Hooke, a następnie Isaac Newton zadali jeszcze ważniejsze pytanie: jakie zasady rządzą ruchem planet krążących wokół wspólnego centrum, którym jest Słońce?

RFFoSZiTAfp2f
Prawo powszechnego ciążenia obowiązuje wszystkie przedmioty obdarzone masą – zarówno małe, jak i wielkie. Oddziaływanie to, choć ze wzrostem odległości słabnie, tak naprawdę nigdy nie zanika. Dlatego właśnie nasz Układ Słoneczny mogą odwiedzać przybywające zza jego granic komety, a niektóre z nich stają się stałymi gośćmi. Zdjęcie przedstawia kometę ISON uwiecznioną przez teleskop Hubble'a podczas przelotu przez orbitę Marsa podczas zbliżenia do Układu Słonecznego w 2013 roku, na miesiąc przed osiągnięciem peryhelium
Źródło: Hubble ESA, dostępny w internecie: https://www.flickr.com/ [dostęp 8.03.2022], licencja: CC BY 2.0.
Przed przystąpieniem do zapoznania się z tematem, należy znać poniższe zagadnienia
Przed przystąpieniem do zapoznania się z tematem, należy znać poniższe zagadnienia
  • jak wskazać siłę dośrodkową odpowiedzialną za ruch ciała po okręgu;

  • jak obliczać wartość siły dośrodkowej;

  • jak wskazywać źródła sił dośrodkowych.

Ich opracowanie znajdziesz w materiale Dlaczego ciała poruszają się po okręgu?DGGTMi7AQDlaczego ciała poruszają się po okręgu?.

Nauczysz się
  • podawać treść prawa powszechnego ciążenia i wymieniać wielkości, od których zależy siła grawitacji;

  • opisywać zależność wartości siły grawitacji od masy przyciągających się ciał i odległości między nimi;

  • opisywać siły grawitacji jako siły wzajemnego oddziaływania ciał;

  • wykorzystywać wiedzę o sile grawitacji do opisu ruchu ciał niebieskich oraz sztucznych satelitów Ziemi.

Prawo powszechnego ciążenia

Dlaczego planety krążą dookoła Słońca? Arystoteles i Kopernik uważali, że jest to ruch naturalny. Kepler i Kartezjusz sądzili, że musi to być spowodowane jakimś czynnikiem, ale ich teorie były bardzo dalekie od obecnego poglądu na tę sprawę. Pierwszym uczonym, który zwrócił uwagę na to, że planety muszą być przyciągane przez ciało centralne, był Robert HookeRobert HookeRobert Hooke. Pisał on, że:

Wszystkie bez wyjątku ciała niebieskie są obdarzone właściwością ciążenia, czyli przyciągania do swych środków, i dzięki temu przyciągają nie tylko swe własne części, uniemożliwiając im odłączanie się (…), lecz także przyciągają wszystkie inne ciała niebieskie znajdujące się w sferze ich działania.

Pytanie było następujące: jak ta siła przyciągająca zależy od odległości między Słońcem a planetą? Pierwszym uczonym, który twierdził, że ta siła jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości planety od Słońca, był przypuszczalnie Christiaan HuygensChristiaan HuygensChristiaan Huygens (Holender). Do takiego samego wniosku doszedł Edmond HalleyEdmond HalleyEdmond Halley (którego nazwiskiem nazwano później słynną kometę). Obaj uczeni nie mieli jednak wystarczającego aparatu matematycznego, a bez niego nie mogli oni uzasadnić takiego związku ani wykazać, że zależność siły od odległości jest przyczyną eliptycznego kształtu orbit planet. Taki aparat matematyczny zbudował Isaac NewtonIsaac NewtonIsaac Newton. Prawdopodobnie właśnie dlatego uważał on, że to jemu należą się wszystkie zasługi za sformułowanie prawa grawitacji.

Rozważania o przyczynie ruchu planet wokół Słońca nie prowadziły jednak do sformułowania prawa powszechnego ciążenia. Podobno dopiero obserwacja spadającego jabłka nasunęła Newtonowi następującą myśl: ten sam czynnik, który sprawia, że jabłko spada na ziemię, jest również przyczyną ruchu Księżyca wokół Ziemi. Oba zjawiska powoduje bowiem ta sama siła.
Newton stwierdził, że ciała obdarzone masą działają wzajemnie na siebie. Innymi słowy: we Wszechświecie wszystkie ciała się przyciągają. Siłę tę nazywamy siłą grawitacji.

siła grawitacji
siła grawitacji

oddziaływanie ciała posiadającego masę na inne ciało obdarzone masą. Siła grawitacji jest siłą przyciągającą.

Rozważania Newtona dotyczące siły powodującej krążenie planet dookoła Słońca doprowadziły do sformułowania następującego prawa:

Zapamiętaj!

Dwie punktowe lub kuliste masy przyciągają się siłami wprost proporcjonalnymi do iloczynu ich mas, a odwrotnie proporcjonalnymi do kwadratu odległości między nimi.

Rv2AhxnQ8wOHY
Siły grawitacji, jakimi wzajemnie działają na siebie dwa ciała o budowie kulistej
Źródło: Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, licencja: CC BY 3.0.

Zgodnie z III zasadą dynamiki siły przyciągania są wzajemne: jeżeli Słońce przyciąga Ziemię pewną siłą, to Ziemia przyciąga Słońce siłą o takiej samej wartości i kierunku, lecz o przeciwnym zwrocie.

R1ZAbQuisYmmc
Oddziaływanie grawitacyjne Ziemi na Słońce i Słońca na Ziemię
Źródło: NASA/SDO (AIA), NASA, edycja: Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, dostępny w internecie: http://commons.wikimedia.org [dostęp 8.03.2022], domena publiczna.
Zapamiętaj!

Jeśli dwa ciała o masach są oddalone od siebie o odległość , to wartość siły grawitacji obliczamy ze wzoru:

Prawo powszechnego ciążenia jest spełnione nie tylko dla mas punktowych, lecz także dla ciał o różnych rozmiarach. Siła grawitacji jest wówczas sumą sił występujących między punktami materialnymi, które tworzą dane ciało.

Ćwiczenie 1

Na Marsie odważnik o masie byłby przyciągany z siłą ok. . lipca na tej planecie wylądowała sonda kosmiczna Pathfinder o masie całkowitej równej ok. . Oblicz wartość siły przyciągania wzajemnego sondy i Marsa.

R13aAZ0gIXqbx
(Uzupełnij).
Źródło: Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, licencja: CC BY 3.0.

Siła grawitacji pełni funkcję siły dośrodkowej w ruchu planet wokół Słońca. Ziemia jest przyciągana przez Słońce, Księżyc oraz wszystkie planety Układu Słonecznego. Na podstawie III zasady dynamiki Newtona wiadomo, że wszystkie oddziaływania są wzajemne. Skoro Słońce przyciąga Ziemię z siłą grawitacji, to także Ziemia przyciąga Słońce.

Przykład 1

Porównajmy siłę dośrodkową, jaka działa na każdy masy Księżyca, z siłą grawitacji działającą na masy dowolnego ciała na powierzchni Ziemi. Ciężar ciała o masie na powierzchni Ziemi wynosi ok. .
Siłę dośrodkową obliczamy ze wzoru .

Obliczmy najpierw wartość prędkości, z jaką Księżyc porusza się po orbicie okołoziemskiej. W tym celu skorzystamy ze wzoru: , gdzie jest średnią odległością od Księżyca do Ziemi wynoszącą , to czas pełnego obiegu Księżyca wokół Ziemi (miesiąc gwiazdowy), wynoszący doby. Doba z kolei ma sekund ( godziny po ).
Podstawiamy odpowiednie wartości. Z obliczeń wynika, że szukana prędkość wynosi ok. (czyli ok. ).
Na ciało o masie krążące po takiej orbicie działa siła dośrodkowa:

.

Po podstawieniu wartości liczbowych otrzymujemy . Na ciało o masie znajdujące się na powierzchni Ziemi działa siła . Jeśli podzielimy jedną wartość przez drugą, otrzymamy:
.

Działająca siła jest razy większa na powierzchni Ziemi niż na orbicie Księżyca. Ile razy większa jest odległość od Księżyca do środka Ziemi w porównaniu z odległością od ciała leżącego na powierzchni Ziemi do jej środka? Pierwsza odległość to ok. , natomiast druga (średni promień Ziemi) to .

Stosunek obu odległości to ok. 60:1, stosunek sił wynosi zaś 1:3600. Wniosek jest oczywisty – jeśli odległość jest razy większa, to siła grawitacji jest razy mniejsza.

Tak rozumował podobno sam Newton.

Przykład 2

Oblicz wartość siły przyciągania grawitacyjnego Ziemi przez Słońce. Potrzebne dane odczytaj z tablic fizycznych.
Analiza zadania:
Wszystkie dane potrzebne do obliczenia zadania (masa Ziemi i Słońca, odległość między nimi, stała grawitacji) należy odczytać z tablic fizycznych lub znaleźć w internecie. Następnie trzeba skorzystać z zależności siły grawitacji od mas obu ciał i odległości między nimi.

Dane:



Szukane:

Wzór:

Obliczenia:

Odpowiedź:
Wartość siły przyciągania grawitacyjnego Ziemi przez Słońce wynosi . Jest ona równa wartości siły, jaką Ziemia przyciąga Słońce.

Działanie grawitacyjne każdego ciała (np. Ziemi) rozciąga się do nieskończoności. Oczywiście, większą wartość zawsze będzie miało przyciąganie ciał znajdujących się bliżej danego obiektu – np. księżyce Jowisza są silniej przyciągane przez Jowisza niż przez Ziemię.

Przykład 3

Oblicz wartość siły, jaką Ziemia przyciąga jabłko o masie .
Potrzebne dane odczytaj z tablic fizycznych.

Analiza zadania:
Masę i promień Ziemi musimy odczytać z tablic fizycznych lub znaleźć w internecie. Masa jabłka jest podana w zadaniu, należy jednak wyrazić ją w kilogramach, aby ujednolicić jednostki. Dane podstawimy do wzoru na siłę grawitacji.

Dane:



Szukane:

Wzór:

Obliczenia:

Odpowiedź:
Ziemia przyciąga jabłko z siłą o wartości . Jabłko przyciąga Ziemię z siłą o tej samej wartości, czyli .

R1eO6atqdPGeN1
Ćwiczenie 2
Korzystając z prawa powszechnego ciążenia, uzupełnij luki w poniższych zdaniach. Odpowiedź przeciągnij w miejsce luki lub kliknij w lukę, aby wyświetlić listę rozwijalną i wybierz poprawną odpowiedź. Astronauta wraz ze skafandrem jest przyciągany na powierzchni Ziemi siłą o wartości 1000N. Na powierzchni planety o masie 2 razy większej od masy Ziemi i tym samym promieniu byłby przyciągany z siłą 1. 100N, 2. czterokrotnie mniejszą, 3. czterokrotnie większą, 4. 400N, 5. taką samą, 6. 2000N, 7. 250N, 8. dwukrotnie mniejszą, 9. dwukrotnie większą, 10. 50N, czyli siłą o wartości 1. 100N, 2. czterokrotnie mniejszą, 3. czterokrotnie większą, 4. 400N, 5. taką samą, 6. 2000N, 7. 250N, 8. dwukrotnie mniejszą, 9. dwukrotnie większą, 10. 50N. Na planecie o promieniu większym 2 razy od promienia Ziemi i tej samej masie (co masa Ziemi) byłby przyciągany z siłą 1. 100N, 2. czterokrotnie mniejszą, 3. czterokrotnie większą, 4. 400N, 5. taką samą, 6. 2000N, 7. 250N, 8. dwukrotnie mniejszą, 9. dwukrotnie większą, 10. 50N, czyli o wartości 1. 100N, 2. czterokrotnie mniejszą, 3. czterokrotnie większą, 4. 400N, 5. taką samą, 6. 2000N, 7. 250N, 8. dwukrotnie mniejszą, 9. dwukrotnie większą, 10. 50N.
Źródło: Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, licencja: CC BY 3.0.

Podsumowanie

  • Dwa dowolne ciała przyciągają się wzajemnie.

  • Wartość siły grawitacji jest wprost proporcjonalna do iloczynu mas, a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości.

  • Wartość siły grawitacji można obliczyć ze wzoru:
    ,
    gdzie:
    – stała grawitacji,
    – masy ciał,
    – odległość między środkami mas ciał.

  • Siła grawitacji pełni funkcję siły dośrodkowej w ruchu planet wokół Słońca.

Ćwiczenie 3

Poszukaj danych dotyczących mas i promieni planet skalistych Układu Słonecznego, tj. Merkurego, Wenus i Marsa.

  1. Skorzystaj z prawa powszechnego ciążenia i oblicz wartość sił, jakie przyciągałyby cię na każdej z tych planet.

  2. Porównaj uzyskane wartości i wyjaśnij, skąd biorą się różnice między nimi.

  3. Oszacuj lub oblicz masę, jaką musiałby mieć człowiek na powierzchni każdej z tych planet, aby wartość siły grawitacji była taka jak na powierzchni Ziemi.

R1OdVp578uJXj
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Ćwiczenie 4

Od czasu do czasu w mediach pojawiają się wiadomości o grożącym nam końcu świata. Niektórzy twierdzą, że ten koniec nastąpi, kiedy planety Układu Słonecznego ustawią się w jednej linii po tej samej stronie Słońca.

  1. Oblicz siłę przyciągania Słońca przez największą planetę – Jowisza.

  2. Oblicz, o ile wzrośnie wartość tej siły, gdy pozostałe planety ustawią się w jednej linii z Jowiszem (po tej samej stronie Słońca).

  3. Jakie wnioski wyciągasz z porównania wartości obliczonych sił w obu sytuacjach?

Dane potrzebne do obliczeń znajdziesz w tabeli poniżej.

Masy i odległości poszczególnych planet od Słońca

Planeta

Merkury

Wenus

Ziemia

Mars

Jowisz

Saturn

Uran

Neptun

RMAOk0dUK0F76
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Biogramy

Edmond Halley14.01.1742Greenwich k. Londynu08.11.1656Haggerstone k. Londynu
RS6HrJ2JiUiFy
Edmond Halley przewidział powrót komety, którą dzisiaj od jego nazwiska nazywamy kometą Halley’a
Źródło: Thomas Murray, dostępny w internecie: http://commons.wikimedia.org [dostęp 9.03.2022], domena publiczna.

Edmond Halley

Edmond Halley [czyt. edmond halej] był człowiekiem, który wywarł wielki wpływ na rozwój nauki. Interesował się astronomią, fizyką i matematyką. Jako astronom odkrył eliptyczne orbity komet i za pomocą przyrządów astronomicznych zweryfikował obliczenia położenia gwiazd, dokonane przez Jana Heweliusza z Gdańska. Sfinansował wydruk najsłynniejszego dzieła NewtonaPhilosophiae naturalis principia mathematica” (1687 r.), w którym Newton przedstawił podstawowe prawa rządzące mechaniką klasyczną, w tym również prawo powszechnego ciążenia. Halley jako pierwszy zastosował rtęć w termometrach. Przedstawił również sposób obliczania składek dla pierwszych towarzystw ubezpieczeniowych – jako przykładowe miasto podał Wrocław.

Robert Hooke03.03.1703Londyn28.07.1635Freshwater na wyspie Wight
R1ZGA5q7UjLCu
Angielski astronom, fizyk, biolog i konstruktor Robert Hooke
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Robert Hooke

Robert Hooke [czyt. robert huk] był człowiekiem wszechstronnie utalentowanym – odkrył gwiazdy podwójne i wykonał szkice powierzchni Marsa, jednak w historii nauki zapisał się głównie jako autor prawa określającego zależność odkształcenia ciała od przyłożonych sił zewnętrznych (prawo Hooke’a). Za pomocą ulepszonego przez siebie mikroskopu odkrył istnienie komórek roślinnych. Zbudował pierwszy teleskop reflektorowy, deszczomierz i poziomnicę.

Christiaan Huygens8.07.1695Haga14.04.1629Haga
R2wDgRIWKY6CZ
Holenderski fizyk, astronom i matematyk Christiaan Huygens
Źródło: Lord Horatio Nelson, dostępny w internecie: http://commons.wikimedia.org [dostęp 9.03.2022], domena publiczna.

Christiaan Huygens

Christiaan Huygens [czyt. krystian hojhens] zdobył sławę jako twórca i zwolennik falowej teorii światła. Zajmował się również matematyką i mechaniką (teoria ruchu wahadła matematycznego). Prowadził obserwacje księżyców Saturna za pomocą skonstruowanego przez siebie teleskopu. Jest autorem jednego z pierwszych podręczników do rachunku prawdopodobieństwa.

Isaac Newton31.03.1727Kensigton04.01.1643Woolsthorpe‑by‑Colsterworth
RDmikskUFENSC
Isaac Newton
Źródło: Sir Godfrey Kneller, dostępny w internecie: http://commons.wikimedia.org [dostęp 5.03.2022], domena publiczna.

Isaac Newton

Isaac Newton [czyt. ajzek njutyn] urodził się w ubogiej rodzinie farmera. Po ukończeniu szkoły naukę kontynuował w Trinity College, gdzie zdobył tytuł magistra (1668 r.). Były to czasy, gdy Cambridge nękały epidemie. Newton wyjechał na wieś i właśnie tam narodziły się jego nowe idee. Na lata 16651666 przypada złoty okres osiągnięć Newtona. Uczony opracował wtedy trzy podstawowe prawa mechaniki (nazywane zasadami dynamiki), podstawy rachunku różniczkowego i całkowego (niezależnie od Leibnitza). Dalsze prace prowadził, korespondując z Robertem Hookiem. Ta wymiana doświadczeń została gwałtownie przerwana, gdy Hooke stwierdził, że siła grawitacji jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości. Newton był odmiennego zdania i dlatego uciął wszelkie kontakty. Całość prac Newtona została opublikowana w dziele „Philosophiae naturallis principia mathematica” (Matematyczne podstawy filozofii naturalnej) w 1687 roku. W trakcie studiów wykładowca Newtona dostrzegł jego zdolności, przekazał mu katedrę fizyki i matematyki na Uniwersytecie Cambridge. Posadę tę Newton utrzymał przez trzydzieści dwa lata. Najpierw wykładał optykę; wyjaśnił zjawisko rozszczepienia światła białego na barwy składowe, co opisał w „New Theory about Light and Colours” (Nowa teoria światła i kolorów). W 1672 r. został wybrany na członka Royal Society, a później pełnił funkcję przewodniczącego tego towarzystwa. Został także członkiem Paryskiej Akademii Nauk. Więcej informacji na temat tego wielkiego fizyka i matematyka znajdziesz w książce Franka E. Manuela: „Portret Izaaka Newtona”.

Zadania podsumowujące moduł

R1BcBwOM9LFxT1
Ćwiczenie 5
Wybierz rysunek, na którym prawidłowo zilustrowano grawitacyjne oddziaływanie jednego ciała na drugie.
Źródło: Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, licencja: CC BY 3.0.
R165pgZrYdjdv2
Ćwiczenie 6
Łączenie par. Oceń prawdziwość poniższych zdań. Przy każdym zdaniu w tabeli zaznacz Prawda albo Fałsz.. Na planecie o masie 3 razy większej niż Ziemia i takim samym promieniu będziesz przyciągany siłą o wartości dziewięciokrotnie większej.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Odważnik o masie 1 kg na pewnej planecie jest przyciągany siłą o wartości 2,5 N, zatem sonda o masie 200 kg będzie przyciągana siłą o wartości 500 N.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Gdyby Ziemia miała masę 2-krotnie mniejszą, to byłbyś wówczas przyciągany z siłą o wartości 4 razy większą.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Siła grawitacji jest wprost proporcjonalna do iloczynu mas ciał oddziałujących między sobą.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Siła grawitacji jest odwrotnie proporcjonalna do odległości między środkami ciał oddziałujących między sobą.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Gdybyś znalazł się w odległości równej trzem promieniom Ziemi od jej powierzchni, to siła grawitacji działająca na Ciebie byłaby dziewięciokrotnie mniejsza.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RXXBPAZGnfV6f3
Ćwiczenie 7
Na Ziemi sonda kosmiczna jest przyciągana siłą o wartości 3,6 kN. Gdyby ta sonda wylądowała na planecie o masie 2 razy większej i 3 razy większym promieniu, to z jaką siłą byłaby przyciągana? Zaznacz poprawne odpowiedzi. Możliwe odpowiedzi: 1. 800 N, 2. 0,8 kN, 3. 8200 N, 4. 8,20 kN, 5. 0,08 kN, 6. 0,4 kN, 7. 400 N, 8. 820 N
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Robert Hooke03.03.1703Londyn28.07.1635Freshwater na wyspie Wight
R1ZGA5q7UjLCu
Angielski astronom, fizyk, biolog i konstruktor Robert Hooke
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Robert Hooke

Robert Hooke [czyt. robert huk] był człowiekiem wszechstronnie utalentowanym – odkrył gwiazdy podwójne i wykonał szkice powierzchni Marsa, jednak w historii nauki zapisał się głównie jako autor prawa określającego zależność odkształcenia ciała od przyłożonych sił zewnętrznych (prawo Hooke’a). Za pomocą ulepszonego przez siebie mikroskopu odkrył istnienie komórek roślinnych. Zbudował pierwszy teleskop reflektorowy, deszczomierz i poziomnicę.

Christiaan Huygens8.07.1695Haga14.04.1629Haga
R2wDgRIWKY6CZ
Holenderski fizyk, astronom i matematyk Christiaan Huygens
Źródło: Lord Horatio Nelson, dostępny w internecie: http://commons.wikimedia.org [dostęp 9.03.2022], domena publiczna.

Christiaan Huygens

Christiaan Huygens [czyt. krystian hojhens] zdobył sławę jako twórca i zwolennik falowej teorii światła. Zajmował się również matematyką i mechaniką (teoria ruchu wahadła matematycznego). Prowadził obserwacje księżyców Saturna za pomocą skonstruowanego przez siebie teleskopu. Jest autorem jednego z pierwszych podręczników do rachunku prawdopodobieństwa.

Edmond Halley14.01.1742Greenwich k. Londynu08.11.1656Haggerstone k. Londynu
RS6HrJ2JiUiFy
Edmond Halley przewidział powrót komety, którą dzisiaj od jego nazwiska nazywamy kometą Halley’a
Źródło: Thomas Murray, dostępny w internecie: http://commons.wikimedia.org [dostęp 9.03.2022], domena publiczna.

Edmond Halley

Edmond Halley [czyt. edmond halej] był człowiekiem, który wywarł wielki wpływ na rozwój nauki. Interesował się astronomią, fizyką i matematyką. Jako astronom odkrył eliptyczne orbity komet i za pomocą przyrządów astronomicznych zweryfikował obliczenia położenia gwiazd, dokonane przez Jana Heweliusza z Gdańska. Sfinansował wydruk najsłynniejszego dzieła NewtonaPhilosophiae naturalis principia mathematica” (1687 r.), w którym Newton przedstawił podstawowe prawa rządzące mechaniką klasyczną, w tym również prawo powszechnego ciążenia. Halley jako pierwszy zastosował rtęć w termometrach. Przedstawił również sposób obliczania składek dla pierwszych towarzystw ubezpieczeniowych – jako przykładowe miasto podał Wrocław.

Isaac Newton31.03.1727Kensigton04.01.1643Woolsthorpe‑by‑Colsterworth
RDmikskUFENSC
Isaac Newton
Źródło: Sir Godfrey Kneller, dostępny w internecie: http://commons.wikimedia.org [dostęp 5.03.2022], domena publiczna.

Isaac Newton

Isaac Newton [czyt. ajzek njutyn] urodził się w ubogiej rodzinie farmera. Po ukończeniu szkoły naukę kontynuował w Trinity College, gdzie zdobył tytuł magistra (1668 r.). Były to czasy, gdy Cambridge nękały epidemie. Newton wyjechał na wieś i właśnie tam narodziły się jego nowe idee. Na lata 16651666 przypada złoty okres osiągnięć Newtona. Uczony opracował wtedy trzy podstawowe prawa mechaniki (nazywane zasadami dynamiki), podstawy rachunku różniczkowego i całkowego (niezależnie od Leibnitza). Dalsze prace prowadził, korespondując z Robertem Hookiem. Ta wymiana doświadczeń została gwałtownie przerwana, gdy Hooke stwierdził, że siła grawitacji jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości. Newton był odmiennego zdania i dlatego uciął wszelkie kontakty. Całość prac Newtona została opublikowana w dziele „Philosophiae naturallis principia mathematica„ (Matematyczne podstawy filozofii naturalnej) w 1687 roku. W trakcie studiów wykładowca Newtona dostrzegł jego zdolności, przekazał mu katedrę fizyki i matematyki na Uniwersytecie Cambridge. Posadę tę Newton utrzymał przez trzydzieści dwa lata. Najpierw wykładał optykę; wyjaśnił zjawisko rozszczepienia światła białego na barwy składowe, co opisał w „New Theory about Light and Colours„ (Nowa teoria światła i kolorów). W 1672 r. został wybrany na członka Royal Society, a później pełnił funkcję przewodniczącego tego towarzystwa. Został także członkiem Paryskiej Akademii Nauk. Więcej informacji na temat tego wielkiego fizyka i matematyka znajdziesz w książce Franka E. Manuela: „Portret Izaaka Newtona„.