牛頓大炮
牛頓大炮（英語：Newton's cannonball）是物理學家艾薩克·牛頓闡述的一個思想實驗。牛頓用這個實驗來假設引力具有普適性，並且是行星運動的重要動力來源。這個實驗出現在牛頓的著作《自然哲學的數學原理》中。[1]
思想實驗
編輯這個實驗來自《自然哲學的數學原理》第三卷「論宇宙的系統」（英語：On the system of the world）中的第5到8頁[1]，牛頓設想有一門加農炮架在一座非常高的山的山頂上。如果在沒有任何引力和空氣阻力條件下，炮彈應該沿著發射的方向以一條直線的軌跡遠離地球。如果有一個吸引力存在的話，炮彈會沿著一條不同的軌道運動，軌道的形狀取決於炮彈的初始速度。如果速度低的話，炮彈就會直接掉在地球上。如（A）和（B）運行軌跡的初始水平速度分別在0到7000米/秒之間。
如果速度達到了所在海拔的第一宇宙速度，炮彈將會沿著一個固定的環形軌道環繞地球，就像月球一樣。如（C）軌跡的初始水平速度是7300米/秒。
如果速度大於軌道速度，但小於第二宇宙速度的話，炮彈會沿著一個橢圓軌道環繞地球。如（D）軌跡的初始水平速度在7300米/秒到10000米/秒之間。
如果速度非常快，炮彈將會沿著一個拋物線（當速度恰好為第二宇宙速度）或者雙曲線（當速度大於第二宇宙速度）軌道逃離地球。如（E）軌道的初始水平速度約大於10000米/秒。
其他出現的場景
編輯航海家金唱片中收錄了一張拍攝《自然哲學的數學原理》（第3卷，第6頁）牛頓大炮插圖的照片。[2][3]
相關條目
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參考文獻
編輯- ^ 1.0 1.1 Newton, Sir Isaac. A Treatise of the System of the World. London: F. Fayram. 1728 [2 June 2014]. （原始內容存檔於2019-07-26）.
- ^ Sagan, Carl et al. (1978) Murmurs of Earth: The Voyager Interstellar Record. New York: Random House. ISBN 0-394-41047-5 (hardcover), ISBN 0-345-28396-1 (paperback)
- ^ 111 : page of book (Newton, System of the World) (jpg). [2015-12-01]. （原始內容存檔於2014-07-28） （英語）.
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