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ニュートンの砲弾は、アイザック・ニュートンが重力は普遍的であり、惑星の運動の鍵となる力であるという仮説を立てるために使った思考実験 である。これは、彼の死後に出版された1728年の著作『世界体系論』 （英語では『世界体系論』としても出版されている）に登場する。[1] [2]
理論
ニュートンは著書(5～8ページ)のこの実験で、[2]高い山の頂上から石が投げ出され、「地球の周りには空気がないか、少なくとも抵抗力がほとんどないか全くない」ことを想像している。
重力が発射体に作用すると、発射体はその初期速度に応じて異なる経路をたどります。
速度が遅い場合は、そのまま地球に落下します。
その速度がその高度での軌道速度であれば、一定の円軌道に沿って地球の周りを回り続け、「発射された山に戻る」ことになります。
速度が軌道速度よりも速いが、地球から完全に離れるほど速くない場合（脱出速度よりも遅い場合）、楕円軌道に沿って地球の周りを回り続けます。
速度が非常に速い場合、宇宙船は放物線軌道（正確に脱出速度で）または双曲線軌道で地球を離れます。
ソース
ニュートンの『自然哲学数理原理』の当初の計画では、第1巻で運動の基本法則を分析し、第2巻でその法則を太陽系に適用するという2冊の本になるはずだった。抵抗媒体における運動に関する資料を増やすため、第1巻は2冊に分割され、続く第3巻は、もともとより一般的なスタイルで書かれていたが、より数学的な内容に書き直された。[3] [4]しかし、この最後の本の初期の草稿は残っており、そのバージョンが1728年に『世界体系論』として出版された。また、1728年より前には『世界体系論』というタイトルで英訳も出版されている。[1] [2] [4]この思考実験は、この作品の冒頭近くに登場している。
その他の出演
ニュートンのこの実験の図を示す『世界体系論』のページの画像は、ボイジャーのゴールデンレコード[5]に画像#111として 収録されました。
参照
注記
- ^ ab De mundi systemate、アイザック・ニュートン、ロンドン：J. トンソン、J. オズボーン、T. ロングマン、1728年。
- ^ abc 『 世界の体系に関する論文』、アイザック・ニュートン、ロンドン：F. フェイラムのために印刷、1728年。
- ^ Newton's Philosophiae Naturalis Principia Mathematica、George Smith、2007、スタンフォード哲学百科事典。 2021 年 9 月 14 日に取得。
- ^ ab ニュートン、アイザック、コーエン、I.バーナード（2004年1月1日）。世界システムの論文。クーリエコーポレーション。ISBN 978-0-486-43880-1。
- ^ セーガン、カール他(1978) 『地球のささやき: ボイジャーの星間記録』 ニューヨーク: ランダムハウス。ISBN 0-394-41047-5 (ハードカバー)、ISBN 0-345-28396-1 (ペーパーバック)
外部リンク
- ニュートン思考実験シミュレーター
- Bucknell.edu – 天文学 101 スペシャル: ニュートンの砲弾と軌道を回る物体の速度
- 1731 年版（第 2 版）『世界システム論』の図解 @ Google ブックス
- ニュートンの大砲アニメーション