第210章三大定律
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現實實驗走向理想推論的嚴謹思路。
第二條,力與加速度定律:物體加速度的大小,與所受外力成正比,與其質量成反比,方向與外力一致。
他們以懸掛砝碼的重力作為恒定拉力,用天平稱準不同質量的鉛塊,以絲線跨過槽端的光滑木滑輪,垂吊重物拉動槽中小球。
計時則依靠惠更斯式擺鐘,這是當時歐洲最精準的計時器具,用以記錄小球滑行相同距離所用的時間。
兩人更換不同質量的小球,改變垂吊砝碼的重量,重複試驗百餘次,將每一組時間、距離、質量仔細記錄在紙上。
牛頓以流數術與幾何方法反複演算,最終將力、質量、加速度的關係,寫成簡潔而嚴密的數學關係。
朱由孝在一旁對照數據,眼見實測結果與推算高度吻合,也不由得麵露喜色。
第三條,作用力與反作用力定律:兩物體之間的相互作用,永遠大小相等、方向相反,且作用在同一直線上。
他們用雙線懸掛的等質硬木球做懸擺碰撞實驗,將兩球並排懸於空中,拉其一球至高處釋放,令其與靜止的另一球正麵對撞。
隻見前一球竟驟然停在半空,後一球則循著前者的軌跡,以幾乎相同的速度蕩開。兩球速度完全互換,直觀證明了彼此施加的作用力大小對等。
隨後二人又做了更直觀的雙船實驗:在平靜的池水中放兩隻小木船,船上分彆放置不同質量的石塊,兩人各站一船,以繩索相連牽引。
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無論誰主動拉繩、誰被動受力,兩船始終相向靠近,輕船移動更快、重船移動更緩,但其運動規律卻始終顯示,兩船之間的相互拉力大小完全一致。
為了嚴謹,牛頓還設計了磁力驗證:將磁石與鐵塊分置兩隻小船上,放入平靜池水。
兩船無需任何物件阻隔,便會自然地彼此吸引、相向靠攏,且始終沿兩船球心連線正中對稱運動,從未出現磁石單方麵拉動鐵塊、或鐵塊被動跟隨的情形。
“你看,”牛頓指著緩緩靠近的小船,對朱由孝說道,“磁石吸引鐵塊的力,與鐵塊反拉磁石的力,必然大小相等、方向相反,否則這兩隻船,定會偏向一側。”
這一實驗,進一步印證了作用力與反作用力的普遍規律。
種種實驗都指向同一個結論:力從來不是單向的,而是相互對等的作用。
期間,老院長加利略多次拄著拐杖前來研究室查看進度。
他戴著老花鏡,一頁一頁地翻閱二人的稿紙。
當其閱畢這一套完整的推導過程和實驗數據後,不禁驚歎道:“你們或許完成了一項足以改變世界的偉大成就。”
對此,牛頓隻是回應道:“真正偉大的
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