從牛頓的時代背景探索第二運動定律(上)
從牛頓的時代背景探索第二運動定律(上)
行政院科技部科技顧問/瑞典林雪平大學榮譽教授 趙光安
前言
牛頓的萬有引力定律及三條運動定律,都和「力」關係密切。因此,如果我們要討論牛頓創立的古典力學,應該先釐清,在牛頓之前,「力」的觀念是什麼?到了牛頓的時代,「力」的定義又是什麼?如果不明白「力」的定義,我們還是可以機械式的把牛頓力學「應用」到各類問題上,但是很難「認識」牛頓力學的根源。
從牛頓的時代背景探索第二運動定律(上)
行政院科技部科技顧問/瑞典林雪平大學榮譽教授 趙光安
牛頓的萬有引力定律及三條運動定律,都和「力」關係密切。因此,如果我們要討論牛頓創立的古典力學,應該先釐清,在牛頓之前,「力」的觀念是什麼?到了牛頓的時代,「力」的定義又是什麼?如果不明白「力」的定義,我們還是可以機械式的把牛頓力學「應用」到各類問題上,但是很難「認識」牛頓力學的根源。
從牛頓的時代背景探索第二運動定律(下)
行政院科技部科技顧問/瑞典林雪平大學榮譽教授 趙光安
在伽利略和牛頓的時代,數學工具只有幾何、三角、和代數,物理知識也僅限日常生活中有系統的觀察,及少數的實驗結果。用現代的標準來衡量,伽利略和牛頓頂多只有國中畢業的程度。如果我們用現代的數理常識背景來解答三、四百年前的問題,那就是「事後有先見之明」了。雖然和「力學」有關的量測,伽利略得到的數據被推崇是權威性,然而他的「力學」實驗幾乎全部是基於物體的直線運動。在這個時代背景下,牛頓建立的理論,是從「一維系統」開始,然後才推廣到「三維空間」。因此,我們也從直線運動開始,試試看能否經歷一趟牛頓的思路。
3D 有趣實驗: 高速旋轉混合蛋殼中蛋白與蛋黃
國立臺北教育大學自然科教育系 周金城副教授
因為蛋白和蛋黃的密度不同,當我們快速且不斷地旋轉蛋,利用旋轉產生高速的離心力,讓蛋白和蛋黃在沒打破的蛋殼裡充分混合。
3D有趣實驗:高速旋轉混合蛋殼中蛋白與蛋黃,開啟YouTube影片後,若設備允許,可以開啟最高解析度。右下角可以選擇2D或開啟3D。若開啟3D,選項有並排或紅藍等3D效果選項,請依您的設備選取適當格式。
克卜勒行星運動定律 (Kepler’s Laws of Planetary Motion)
國立臺灣大學物理學系石明豐教授
這個程式模擬克卜勒三大定律中的第一和第三定律,一個彗星以橢圓軌道繞著恆星公轉且此恆星是此橢圓的一個心;此外,此彗星和恆星的中心的連線在固定時間裏,所掃過的面積也會相同。