牛頓41、萬有引力的簡(jiǎn)化與驗(yàn)證，“創(chuàng)制天空法律者”

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2021-04-28，網(wǎng)友“品優(yōu)課堂”發(fā)布名為“萬有引力的簡(jiǎn)化與驗(yàn)證”的文章。

文章內(nèi)容：

一、“地心說”與“日心說”、開普勒三定律

“地心說”講的是地球是宇宙的中心，并且靜止不動(dòng)，一切行星圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。

公元2世紀(jì)的希臘天文學(xué)家托勒密使地心說發(fā)展和完善起來。由于地心說能解釋一些天文現(xiàn)象，又符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)（例如我們看到太陽從東邊升起，從西邊落下，就認(rèn)為太陽在繞地球運(yùn)動(dòng)），同時(shí)地心說也符合宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙中心的說法，所以得到教會(huì)的支持，統(tǒng)治和禁錮（gù）人們的思想達(dá)一千多年之久。

…托勒密：見《伽利略34》…

（…《伽利略》：小說名…）

…經(jīng)、驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)：見《歐幾里得162》…

（…《歐幾里得》：小說名…）

…天、文、天文：見《伽利略1》…

…現(xiàn)、象、現(xiàn)象：見《歐幾里得128》…

…思、想、思想：見《歐幾里得154》…

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隨著人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的不斷研究，發(fā)現(xiàn)地心說所描述的天體的運(yùn)動(dòng)不僅復(fù)雜而且問題很多。

…運(yùn)、動(dòng)、運(yùn)動(dòng)：見《伽利略9》…

…研、究、研究：見《歐幾里得42》…

…復(fù)、雜、復(fù)雜：見《歐幾里得133》…

…問、題、問題：見《伽利略76》…

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到了16世紀(jì)，波蘭天文學(xué)家哥白尼（1473～1543年）根據(jù)天文觀測(cè)的大量資料，經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)40多年的天文觀測(cè)和潛心研究，提“日心說”，說的就是太陽是宇宙的中心，所有的天體都是圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的。

…觀、測(cè)、觀測(cè)：見《伽利略3》…

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如果把地球從天體運(yùn)動(dòng)的中心位置移到一個(gè)普通的、繞太陽運(yùn)動(dòng)的行星的位置，換一個(gè)角度來考慮天體的運(yùn)動(dòng)，許多問題都可以解決，行星運(yùn)動(dòng)的描述也變得簡(jiǎn)單了。因此日心說逐漸被越來越多的人所接受，真理最終戰(zhàn)勝了謬誤。

但是日心說在現(xiàn)在來看依然有問題，就是太陽也并不是宇宙的中心，但是在當(dāng)時(shí)可以利用日心說解釋很多天文現(xiàn)象。

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丹麥天文學(xué)家第谷連續(xù)20年對(duì)行星的位置進(jìn)行了精確的測(cè)量，積累了大量的數(shù)據(jù)。到1601年他逝世時(shí)，這些耗盡了他畢生心血獲得的天文資料傳給了他的助手德國(guó)人開普勒。

…第谷：見《牛頓24~31》…

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開普勒通過長(zhǎng)時(shí)間的觀察、記錄、思考與計(jì)算，逐漸發(fā)現(xiàn)哥白尼把所有行星運(yùn)動(dòng)都看成是以太陽為圓心的勻速圓周運(yùn)動(dòng)似乎簡(jiǎn)單了一些，因?yàn)樗c實(shí)際觀察到的數(shù)據(jù)有著不小的出入。

…數(shù)、據(jù)、數(shù)據(jù)：見《牛頓37》…

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開普勒承擔(dān)了準(zhǔn)確地確定行星軌道的任務(wù)，他仔細(xì)研究了第谷對(duì)行星位置的觀測(cè)記錄，經(jīng)過四年多的刻苦計(jì)算，所得結(jié)果與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)至少有8′的角度誤差，那么這不容忽視的8′可能就是人們認(rèn)為行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所造成的。

…確、定、確定：見《歐幾里得196》…

…觀、測(cè)、觀測(cè)：見《伽利略3》…

…角度制：用度（°）、分（′）、秒（″）來測(cè)量角的大小的制度叫做角度制。

角度制：規(guī)定周角的360分之一為1度的角，用度作為單位來度量角的單位制叫做角度制。

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單位換算

角度制中，1°=60′，1′=60″，1′=（1/60）°，1″=（1/60）′。

角度制就是運(yùn)用60進(jìn)制的例子…

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最后開普勒發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)行的真實(shí)軌道不是圓，而是橢圓，并于1609年發(fā)表了兩條關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的定律。

…真、實(shí)、真實(shí)：見《歐幾里得57》…

…定、律、定律：見《歐幾里得79》…

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開普勒在發(fā)表了第一定律和第二定律后，進(jìn)一步研究了不同行星的運(yùn)動(dòng)之間的相互關(guān)系，在1619年又發(fā)表了行星運(yùn)動(dòng)的第三條定律。

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開普勒提出描述行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，使人類的天文學(xué)知識(shí)提高了一大步，他被稱為“創(chuàng)制天空法律者”。

…規(guī)、律、規(guī)律：見《歐幾里得43》…

…天、文、天文，學(xué)，天文學(xué)：見《伽利略1》…

…知、識(shí)、知識(shí)：見《歐幾里得5、6》…

…法、律、法律：見《歐幾里得159》…

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開普勒三定律被寫入今天的教科書：

1、開普勒第一定律（軌道定律）

所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。不同行星橢圓軌道則是不同的。

開普勒第一定律說明了行星的運(yùn)動(dòng)軌道是橢圓，太陽在此橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，而不是位于橢圓的中心。

不同的行星位于不同的橢圓軌道上，而不是位于同一橢圓軌道。

再有，不同行星的橢圓軌道一般不在同一平面內(nèi)。

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2、開普勒第二定律（面積定律）

對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。遠(yuǎn)日點(diǎn)速率最小，在近日點(diǎn)的速率最大。

…速、率、速率：見《牛頓8》…

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3、開普勒第三定律（周期定律）

所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。若用a代表橢圓軌道的半長(zhǎng)軸，T代表公轉(zhuǎn)周期，即a^3/T^2=K（其中，比值k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量）

…^：乘方…

…a^3：a的3次方…

“物體具有豎直向上的初速度，加速度始終為重力加速度g的勻變速運(yùn)動(dòng)，可分為上拋時(shí)的勻減速運(yùn)動(dòng)和下落時(shí)的自由落體運(yùn)動(dòng)的兩過程。

請(qǐng)看下集《牛頓42、勻速圓周運(yùn)動(dòng)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)，自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直上拋運(yùn)動(dòng)》”

若不知曉歷史，便看不清未來

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