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牛顿-万有引力的发现

大家都知道牛顿从苹果落地中发现万有引力定律的故事。其实只是法国启蒙思想家伏尔泰为了宣传自然科学而编造的故事。

在牛顿之前,人们知道有两种“力”:地面上的一切物体都受到引力的影响,天上的月亮和地球之间,行星和太阳之间都有引力。这两种力量性质不同吗?还是同一种力量的不同表现?牛顿在剑桥大学读书时就考虑过这个问题。

牛顿23岁时,伦敦瘟疫流行。为了防止学生被感染,剑桥大学通知学生离校回家躲避疫情,学校暂时关闭。牛顿回到了他的家乡林肯郡。他仍然没有停止对引力的研究和思考。

那时候农村的孩子经常用投石器打几个回合,然后把石头扔得远远的。他们也可以把一桶牛奶倒在头上而不洒出来。

这个现象激发了牛顿关于引力的想象:“是什么让弹射器里的石头和桶里的牛奶不掉下来?”这个问题让他想起了开普勒和伽利略的想法。他从浩瀚的太空,一望无际的行星,冰冷的月球到巨大的地球,然后想到了这些巨人之间的相互作用。这对牛顿紧紧抓住这些神奇的想法,一头扎进了“万有引力”的计算和验证中。牛顿计划用这个原理来验证太阳系中行星的作用规律。他首先推导了月球和地球之间的距离,但由于引用的数据不正确,计算结果是错误的。因为假设月球的向心加速度应该是每分钟16英尺,但实际只有13.9英尺。在失败的困境中,牛顿没有灰心,而是付出更大的努力努力学习。

1671年公布了新测得的地球半径值。牛顿利用这些数据来重新审视自己的理论,同时利用自己发明的微积分来处理月球与地球关系中地球不能视为质点时的重力加速度的计算。通过这两个改进,牛顿得到了两个相同的加速度值。这让他觉得万有引力和万有引力的本质是一样的。他还将基于地面物体运动的三大定律(即牛顿三定律)应用于行星运动,也得出令人满意的正确结论。

牛顿历经七年寒暑,30岁终于全面证明了举世闻名的“万有引力定律”,奠定了理论天文学和天体力学的基础。

万有引力定律的发现宣告了天上和地上的万物遵循同一规律,彻底否定了自亚里士多德以来宗教势力所主张的天上和地上的不同观念,这是人类认识史上的一次飞跃。

瓦特发明了蒸汽机

英国著名发明家瓦特(1736 ~ 1819),出生于英国造船中心格拉斯哥附近的小镇格里诺克。他的父亲是造船工人,他的祖父和叔叔都是机械工人。由于家庭的影响,瓦特从小就熟悉许多机械原理和制造技术。

瓦特是一个具有非凡智慧的孩子。他勤奋好学,勇于探索,对发明创造最感兴趣。有一天,父亲的朋友来拜访,正好看到小瓦特坐在火炉边发呆,手里拿着笔和纸,地上有很多画的画。他和蔼地说:“小瓦特应该去上学。不要只在家里玩来消磨宝贵的时间。”父亲笑着说:“谢谢你,我的朋友。不过,你最好看看我儿子在玩什么……”原来小瓦特在设计各种玩具,画很多图案。这一年,小瓦特刚满6岁,客人惊讶地说:“多好的孩子啊!”

还有一次,全家人都出去了,只留下瓦特当门卫。他茫然地盯着炉子上烧开水的茶壶。水快开了,锅盖被蒸汽往上推,上下晃动...他想:这蒸汽真厉害。如果能做一个更大的炉子,用大锅炉烧水,产生的蒸汽肯定比这个大几十倍或者几百倍。难道不能代替大量人力来作为各种机械的动力吗?这就是“瓦特发明了蒸汽机”的传奇故事。小瓦特是这样设想的,但蒸汽机是后来才真正试制出来的。

为了搞发明,小瓦特发奋学习科学知识。13岁开始研究几何;15岁读完了《物理学原理》;17岁开始当学徒。从此,他真正投身于蒸汽机的研制和发明,从未关闭。

1757瓦特去格拉斯哥大学当教学仪器修理工。这里不仅有完备的实验设施和各种仪器,还有许多著名的学者专家,为瓦特提供了极其有利的条件。学校还专门为他设立了实验车间。1769年,瓦特在大量实验的基础上,经过无数次失败,制成了单作用蒸汽机,并获得了第一台蒸汽机的专利权。1782年,瓦特成功研制出新型双向蒸汽机,可广泛应用于各种机器。1788年,英国政府正式授予瓦特制造蒸汽机的专利证书;从1775年到1800年,瓦特和博尔顿共同经营的Soho工厂生产了183台蒸汽机,全部用于纺织、冶金和采矿工业。到19年的30年代,蒸汽机被推向全世界,人类社会从此进入“蒸汽时代”。瓦特,这位造福人类的发明家,将永远被后人所敬仰。

富尔顿——轮船的创始人

富尔顿(1765 ~ 1815)美国著名工程师。1807年,他利用英国机器制造了世界上第一艘蒸汽机船“克莱蒙特”号,是世界上船舶的开创者。他为世界人类航海事业的发展做出了卓越的贡献。

富尔顿出生在美国一个贫穷的农民家庭。他从小学习很少,父母没钱供他上学。他后来的成就完全取决于他个人的奋斗。小富尔顿从小就爱幻想。比如他帮大人干完农活,就经常一个人坐在农家阁楼上,透过一扇装着木条的小窗户往地里看,望着蓝天,沉思几个小时。

一天,天气晴朗,河水清澈。小富尔顿和邻居的叔叔驾船到河的上游去找工作。他们开始悠闲地撑着杆子往上游。当小富尔顿离开他的村庄时,他非常高兴,情不自禁地唱起了美国乡村民歌。河水的“哗哗”声与小富尔顿悠扬委婉的歌声交织在一起,引人入胜。清晨,太阳越升越高,阳光照在水波上像绿丝带上的碎银。突然,水流湍急,船在河中打转。富尔顿和邻居的叔叔拼命地游着,衣服被汗水湿透,但船只能艰难地移动。小富尔顿心想,撑杆跳太费劲了。如果有什么东西能让船自动行走,那该多好啊!他想象中的翅膀在河中飞翔,他仿佛看到了河中的一艘自动船。他的思绪又回到了现实,他对邻居大叔说:“大叔,上杆又难又慢。要是有什么东西能让船自动行走就好了!”

我邻居的叔叔正使劲地撑着杆子,听了小富尔顿的话,忍不住笑了起来。他用手背擦了擦脸上的汗,笑着说:“如果有什么东西能让船自动行走,那是什么?”

“对,这是什么东西?”小富尔顿的脸突然变红了。他用力撑起杆子,低下头,又陷入了沉思。

此后,“如何让船自动行走?”这成了小富尔顿沉思的中心问题。长大后,他努力工作,终于成为一名著名的科学家,制造了第一艘蒸汽机船——“克莱蒙号”。

贝尔——电话的发明者

贝尔(1847 ~ 1922)是一位美籍英国电话发明家。22岁时,他是波士顿大学的语音学教授。

贝尔少年时期的天赋一般。我小学的时候,学习成绩是班里垫底的一两个。他不仅学习不好,还调皮贪玩。书包里经常有小动物,比如老鼠和麻雀。有一次,老师还在台上讲课,贝尔书包里的老鼠出来了,在教室里乱叫。

同学们哄堂大笑,乱成一团,老师严厉训斥。

后来,他的父亲把贝尔送到了伦敦的祖父那里,他直接受到了严厉的祖父的管教。祖父是一个严厉而固执的老人。但他学识渊博,教育耐心。很快,小钟就喜欢上了爷爷,对学习产生了兴趣,也懂了很多。

他变了。他不仅学习成绩好,热爱发明创造,而且品德良好,总是乐于助人。有一次,他看到一个孤独的老人在用一个沉重的水磨磨他的面条。小钟很同情他,邀请了一群年轻的朋友来帮助他。后来朋友们觉得推磨太辛苦,就纷纷退出了。只有小钟坚持着。

回到家,小钟想,我们怎样才能拯救水磨呢?为了设计新的水磨,他看了很多资料,画了一个又一个设计图。经过1个月的反复思考,草图终于设计出来了。几个匠人看到了,称赞不已。在能工巧匠的努力下,由省力水磨制成。

现在,村里人都很感激他,小钟也成了大家心目中的英雄。

当小贝尔年轻的时候,他喜欢演讲。他的父亲是一名演说家。贝尔十几岁时,组织了青年技术协会,每周做一次演讲。他很有演讲天赋。22岁时,他被波士顿大学聘用,成为一名语音学教授。父子俩成了著名的美国演说家。

1875年6月2日,28岁的贝尔经历了上千次失败,终于做出了有线电话。这一天,他和沃森正在进行新的实验。贝尔把一些零件放在硫酸里,不小心,硫酸滴到了他的腿上。他痛苦万分,在无意中反复呼救:“华生,快来,我需要你!””声音通过电线传到了沃森的耳朵里。就这样,第一部有线电话制造成功了。

阿基米德洗澡发现了定律

阿基米德(公元前287 ~公元前212)是古希腊的物理学家和数学家。他曾发现杠杆定律和阿基米德原理,一生从事物理学和数学的研究。

阿基米德出生在古希腊一个天文学家的家庭,从小就受到全家人的喜爱。为了让他尽快成才,父亲在名字上绞尽脑汁。经过反复选择,在他出生的第10天,他被命名为阿基米德。希望这个名字能给他带来快乐,成为一个真正的希腊人。

阿基米德在保姆和奴隶的照顾下度过了童年。全家对他要求很严格。走路、坐着、穿衣、吃饭都有规矩。不允许他淘气或交坏朋友。他八岁入学,每天天不亮就起床,带着奴隶走很远的路去上学。阿基米德家里很有钱,但他从来不骑马,也不坐车。

阿基米德学习非常努力,有时他会读一天书。随着阿基米德年龄的增长,他的许多与众不同的特征开始显现。他大部分时间都在思考、讨论、学习、写作,很少思考自己的事业。为了研究一个问题,经常废寝忘食。就连穿衣服、脱衣服这样的事情,都要在别人的帮助下完成,只要他想得到。

如果你测试问题,你会忘记自己的一切。

阿基米德迷上了三角形、正方形和圆形的研究,他与它们密不可分。他总是画啊画,画了一整天,那么专注,那么投入,周围的一切都好像消失了。有一次,他踏进浴缸洗澡,觉得水越往深处走,水溢出来的时候就越轻。突然,他兴奋的叫了一声,从浴缸里跳出来,光着身子跑到街上,在家里大喊:“我抓到了,我抓到了!”

人们看着这个裸体的怪人,感到惊讶。他们哪里会想到,阿基米德在洗澡的时候发现了一个重要的流体静力学定律——“阿基米德原理”,即浸没在液体中的物体受到向上的浮力,浮力等于物体所排开的液体的重量。

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