Isaac Newton: život, zákony pohybu a objavy vedy

Raný život

Isaac Newton sa narodil (podľa juliánskeho kalendára, ktorý sa v tom čase používal v Anglicku) na Vianoce 25. decembra 1642 (4. januára 1643) "hodinu alebo dve po polnoci" na panstve Woolsthorpe v dedinke Woolsthorpe-by-Colsterworth v anglickom grófstve Lincolnshire. Jeho otec, ktorý sa tiež volal Isaac Newton, zomrel tri mesiace pred jeho narodením. Keď mal Newton tri roky, jeho matka Hannah Ayscoughová sa znovu vydala za reverenda Barnabasa Smitha. Mladý Newton zostal so svojou starou matkou Margery Ayscoughovou.

V rokoch 1655 až 1659 sa Newton vzdelával v kráľovskej škole v Granthame. Keď mal sedemnásť rokov, bol zo školy vylúčený. Jeho matka sa z neho snažila urobiť farmára, ale to sa mu nepáčilo. Henry Stokes, majster v The King's School, požiadal jeho matku, aby ho poslala späť do školy.

V júni 1661 ho poslali študovať na univerzitu v Cambridge. Niekedy sa hovorí, že Isaac Newton čítal knihu pod stromom, keď vedľa neho spadlo jablko zo stromu. To viedlo k jeho výpočtom gravitácie.

Prvé objavy

Newton vysvetlil fungovanie vesmíru pomocou matematiky. Opísal zákony pohybu a gravitácie. Tieto zákony sú matematické vzorce, ktoré vysvetľujú, ako sa objekty pohybujú, keď na ne pôsobí sila. Isaac publikoval svoju najslávnejšiu knihu Principia v roku 1687 keď bol profesorom matematiky na Trinity College v Cambridgei. V knihe Principia Isaac vysvetlil tri základné zákony, ktorými sa riadi pohyb objektov. Potom opísal svoju predstavu alebo teóriu o gravitácii. Gravitácia je sila, ktorá spôsobuje, že veci padajú. Ak by ceruzka spadla zo stola, dopadne na podlahu, nie na strop. Vo svojej knihe Isaac tiež použil svoje zákony, aby ukázal, že planéty obiehajú okolo slnka po dráhach, ktoré sú oválne, nie okrúhle. Isaac tiež objavil difrakciu. To ho viedlo k tomu, že sa začal venovať fyzike, kde sa mu darilo.

Newtonove tri pohybové zákony

Nasledujú tri zákony pohybu.

1. Prvý zákon (zákon zotrvačnosti)

Prvý Newtonov pohybový zákon hovorí, že objekt, ktorý nie je tlačený alebo ťahaný nejakou silou, zostane v pokoji alebo sa bude pohybovať po priamke stálou rýchlosťou. Je ľahké pochopiť, že raketa sa nebude pohybovať, ak ju niečo nebude tlačiť alebo ťahať. Ťažšie je pochopiť, že objekt sa bude naďalej pohybovať bez pomoci. Opäť si predstavte raketu. Ak niekto letí s raketou a vyskočí skôr, ako sa raketa zastaví, čo sa stane? Raketa pokračuje ďalej, kým nevyletí do vesmíru. Tendencia objektu zostať v pokoji alebo sa naďalej pohybovať po priamke stálou rýchlosťou sa nazýva zotrvačnosť.

2. Druhý zákon (zákon zrýchlenia)

Druhý zákon vysvetľuje, ako sila pôsobí na objekt. Objekt sa zrýchľuje v smere, v ktorom ho pohybuje sila. Ak niekto nasadne na bicykel a tlačí pedále dopredu, bicykel sa začne pohybovať. Ak niekto tlačí bicykel zozadu, bicykel zrýchli. Ak jazdec tlačí na pedále dozadu, bicykel sa spomalí. Ak jazdec otočí riadidlami, bicykel zmení smer. Vzorec vyjadrujúci tento zákon je F=m*a, alebo sila pôsobiaca na objekt sa rovná hmotnosti krát zrýchlenie.

3. Tretí zákon (zákon vzájomného pôsobenia)

Tretí zákon hovorí, že ak je objekt tlačený alebo ťahaný, bude rovnako tlačený alebo ťahaný v opačnom smere. Ak niekto dvíha ťažkú škatuľu, používa na jej tlačenie silu. Škatuľa je ťažká, pretože na ruky zdvíhača pôsobí rovnaká sila smerom nadol. Hmotnosť sa prenáša cez nohy zdvíhača na podlahu. Podlaha tlačí nahor rovnakou silou. Ak by podlaha tlačila späť menšou silou, osoba zdvíhajúca škatuľu by prepadla cez podlahu. Ak by ju tlačila späť väčšou silou, zdvihák by vyletel do vzduchu.

Keď si väčšina ľudí spomenie na Isaaca Newtona, predstaví si ho, ako sedí pod jabloňou a pozoruje, ako padá jablko. Niektorí ľudia dokonca veria, že mu jablko spadlo na hlavu. Newton pochopil, že to, čo spôsobuje, že veci ako jablká padajú na zem, je špecifický druh sily - sila, ktorú nazývame gravitácia. Newton si myslel, že gravitácia je príťažlivá sila medzi dvoma objektmi, napríklad jablkom a zemou. Taktiež si myslel, že objekt s väčším množstvom hmoty pôsobí na menšie objekty rovnakou silou, akou pôsobia ony naň. To znamenalo, že veľká hmotnosť Zeme priťahuje predmety k sebe. To je dôvod, prečo jablko spadlo dole namiesto hore a prečo sa ľudia nevznášajú vo vzduchu.

Isaac Newton pokračoval v premýšľaní o gravitácii. Pred Newtonom si ľudia mysleli, že len predmety v blízkosti Zeme padajú nadol. Newton si však myslel, že gravitácia by sa nemala obmedzovať len na Zem a predmety na nej. Čo keby gravitácia siahala až na Mesiac a ďalej?

Newton vynašiel vzorec na výpočet príťažlivej sily medzi dvoma telesami. Použil ho na výpočet sily potrebnej na udržanie pohybu Mesiaca okolo Zeme. Potom ju porovnal so silou, ktorá spôsobila pád jablka smerom nadol. Po zohľadnení skutočnosti, že Mesiac je oveľa ďalej od Zeme a má oveľa väčšiu hmotnosť, zistil, že sily sú rovnaké. Mesiac sa drží na obežnej dráhe okolo Zeme pôsobením zemskej gravitácie.

Vzorec, ktorý vynašiel Newton, sa nazýva gravitačný zákon.

Impact

Výpočty Isaaca Newtona zmenili spôsob, akým ľudia chápali vesmír. Nikto nebol schopný vysvetliť, prečo planéty zostávajú na svojich dráhach. Čo ich udržalo? Necelých 50 rokov pred narodením Isaaca Newtona sa predpokladalo, že planéty drží na mieste neviditeľný štít. Isaac dokázal, že ich na mieste drží gravitácia Slnka. Ukázal tiež, že gravitačnú silu ovplyvňuje vzdialenosť a hmotnosť. Nebol prvý, kto pochopil, že dráha planéty nie je kruhová, ale skôr pretiahnutá, ako ovál. Dokázal však vysvetliť, ako to funguje.

Sir Isaac Newton ako prvý objavil gravitačné a pohybové zákony. Vytvoril tiež novú oblasť matematiky známu ako kalkulus, hoci v tom istom čase rozvíjal tieto myšlienky Nemec Gottfried Leibniz. Jeho práca výrazne prispela v oblasti vedy a matematiky, vďaka čomu sa stal jedným z najvplyvnejších vedcov v dejinách ľudstva a jedným z najväčších matematikov všetkých čias.

Veľký fyzik Albert Einstein si myslel, že Newtonova predstava o gravitácii nie je úplne presná. Opravil mnohé z toho, čo urobil Newton.

Isaac Newton zomrel (1727-03-31)31. marca 1727 [pôvodne 20. marca 1726] v Londýne, Anglicko.

Je pochovaný vo Westminsterskom opátstve. Pripravil pôdu pre mnohých budúcich slávnych fyzikov, napríklad Alberta Einsteina, Jamesa Chadwicka a Stephena Hawkinga.