運動與力

脫離速度(Escape Velocity)

脫離速度(Escape Velocity)
台中縣常春藤高級中學物理科李品慧老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

所有被投上天空的物體,都會被地球的重力吸回地面,因此物體的上升速度會逐漸減慢。到了某些高度就不會再上昇,停了一瞬間後開始向下掉落,最後以開始上昇的速度 ( 初速 ) 撞上地面。如果我們能夠讓物體繼續上昇,脫離地球引力範圍,永遠離開地球, 此脫離地球的最小速度就是地球的脫離速度。

克卜勒行星運動定律

克卜勒行星運動定律 (Kepler’s Laws of Planetary Motion)
臺中縣常春藤高級中學物理科李品慧老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

克卜勒行星運動定律為描述太陽系各行星運動的三個定律,是天文學與經典物理學的研究內容。這些定律由德國的數學、天文學家克卜勒(Johannes Kepler ,1571–1630)所發現,對任何二物體(恆星與行星、行星與衛星、雙星系統…),如果它們間束縛力只有重力, 而且它們運動的軌道是橢圓或圓,則克卜勒三運動定律是必然的結果。

克卜勒利用第谷(Tycho Brahe, 1546-1601)遺留給他的大量有關行星運動的精確數據,發現了行星運動的規律。克卜勒的理論挑戰亞里斯多德與托勒密的天文物理學,他認為地球是在移動的,且他用橢圓取代過去的正圓軌道,並證明行星的運動速度並非定值。經過近一世紀,牛頓運用他所發明的微積分與萬有引力定律,從數學上直接證明了克卜勒的定律。

動能(Kinetic Energy)

動能(Kinetic Energy)
台中縣常春藤高級中學物理科李品慧老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

物體運動時所擁有的能量稱為動能(Kinetic Energy)。動能也常被定義為當某物體由靜止狀態轉變為此運動速率的狀態所需要的功(Work)。物體運動時是依據速率的改變而產生不同的動能大小,換句話說,一個物體的動能只有在速率改變時才會跟著改變。
19世紀中期,一位法國數學、科學、工程學家科里奧利(Gaspard-Gustave de Coriolis)是第一位提出「功」和「動能」的觀點。1892年,科里奧利出版一本以數學理論觀點進一步說明動能的書—「Du Calcul de l’Effet des Machines」。書中他對動能的定義為物體質量的二分之一乘其速度的平方(KE=mv2/2)。幾十年後,同是數學物理學家、工程師的威廉湯姆森(William Thomson)更進一步驗證科里奧利的想法是正確的。

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