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慣性和自然哲学的数学原理

快捷方式: 差异相似杰卡德相似系数参考

慣性和自然哲学的数学原理之间的区别

慣性 vs. 自然哲学的数学原理

在物理學裡,慣性()是物體抵抗其運動狀態被改變的性質。物體的慣性可以用其質量來衡量,質量越大,慣性也越大。艾薩克·牛頓在鉅著《自然哲學的數學原理》裡定義慣性為: 更具體而言,牛頓第一定律表明,存在某些參考系,在其中,不受外力的物體都保持靜止或等速直線運動。也就是說,從某些参考系觀察,假若施加於物體的淨外力為零,則物體運動速度的大小與方向恒定。慣性定義為,牛頓第一定律中的物體具有保持原來運動狀態的性質。滿足牛頓第一定律的參考系,稱為慣性參考系。稍後會有關於慣性參考系的更詳細論述。 慣性原理是經典力學的基礎原理。很多學者認為慣性原理就是牛頓第一定律。遵守這原理,物體會持續地以現有速度移動,除非有外力迫使改變其速度。 在地球表面,慣性時常會被摩擦力、空氣阻力等等效應掩蔽,從而促使物體的移動速度變得越來越慢(通常最後會變成靜止狀態)。這現象誤導了許多古代學者,例如,亞里斯多德認為,在宇宙裡,所有物體都有其「自然位置」──處於完美狀態的位置,物體會固定不動於其自然位置,只有當外力施加時,物體才會移動。. 《自然哲学的数学原理》(Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica),是英国科学家艾萨克·牛顿的三卷本代表作,成书于1686年。1687年7月5日该书的拉丁文版首次出版发行。Among versions of the Principia online:.

之间慣性和自然哲学的数学原理相似

慣性和自然哲学的数学原理有(在联盟百科)18共同点: 动量太阳系尼古拉·哥白尼亚里士多德引力彗星地球公转约翰内斯·开普勒物理学牛顿第一运动定律行星质量自由落體艾萨克·牛顿離心力摩擦力拉丁语

动量

在古典力学裏,动量(momentum)是物体的质量和速度的乘積。例如,一輛快速移動的重型卡車擁有很大的動量。若要使這重型卡車從零速度加速到移動速度,需要使到很大的作用力;若要使重型卡車從移動速度減速到零速度也需要使到很大的作用力。假若卡車能夠輕一點或移動速度能夠慢一點,則它的動量也會小一點。 动量在国际单位制中的单位为kg m s^。有關动量的更精确的量度的内容,请参见本页的动量的现代定义部分。 一般而言,一个物体的动量指的是这个物体在它运动方向上保持运动的趋势。动量实际上是牛顿第一定律的一个推论。 动量是个矢量。 动量是一个守恒量,这表示为在一个封闭系统内动量的总和不可改变。在经典力学中,动量守恒暗含在牛顿定律中,但在狭义相对论中依然成立,(广义)动量在电动力学、量子力学、量子场论、广义相对论中也成立。 勒内·笛卡儿认为宇宙中总的“运动的量”是保持守恒的,这里所说的“运动的量”被理解为“物体大小和速度的乘积”——但这不宜被解读为现代动量定律的表达方式,因为笛卡尔并没有把“质量”这个概念与物体“重量”和“大小”之间的关系区分开来,更重要的是他认为速率(标量)而不是速度(向量)是守恒的。因此对于笛卡尔来说:一个移动的物体从另一个表面弹回来的时候,该物体的方向发生了改变但速率没有发生改变,运动的量应该没有发生改变。.

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太阳系

太陽系Capitalization of the name varies.

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尼古拉·哥白尼

尼古拉·哥白尼(Nicolaus Copernicus,Mikołaj Kopernik,)是文艺复兴时期波兰数学家、天文学家,他提倡日心说模型,提到太陽為宇宙的中心。1543年哥白尼临终前发表了《天體運行論》一般認為他著的是現代天文學的起步點。它开启了哥白尼革命,并对推动科学革命作出了重要贡献。 哥白尼出生于皇家普魯士,该地区自1466年隶属于波兰王国。哥白尼获得了教会法规博士学位,同时也是一名医生,通晓多国语言,了解经典文学,能够胜任翻译,做过执政官、外交官,也是一名经济学家(后续几项都没有学历学位)。1517年,哥白尼总结了货币量化理论,成为当今经济学的重要基础之一。1519年,哥白尼在托马斯·格雷沙姆之前总结出了劣幣驅逐良幣理论的前身。.

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亚里士多德

亞里士多德(Αριστοτέλης,Aristotélēs,),古希腊哲学家,柏拉圖的學生、亚历山大大帝的老師。他的著作包含許多學科,包括了物理學、形而上學、詩歌(包括戲劇)、音乐、生物學、經濟學、動物學、邏輯學、政治、政府、以及倫理學。和柏拉圖、蘇格拉底(柏拉圖的老師)一起被譽為西方哲學的奠基者。亞里士多德的著作是西方哲學的第一個廣泛系統,包含道德、美學、邏輯和科學、政治和形而上学。 亞里士多德关于物理學的思想深刻地塑造了中世紀的學術思想,其影響力延伸到了文藝復興時期,雖然最終被牛頓物理學取代。在動物科學方面,他的一些意見仅在19世纪被确信是準確的。他的学术领域还包括早期关于形式逻辑理论的研究,最终这些研究在19世纪被合并到了现代形式逻辑理论裡。在形而上學方面,亞里士多德的哲學和神學思想在伊斯蘭教和猶太教的傳統上產生了深遠影響,在中世紀,它繼續影響着基督教神學,尤其是天主教教會的學術傳統。他的倫理學,虽然自始至终都具有深刻的影响,后来也随着新兴現代美德倫理的到来获得了新生。今天亞里士多德的哲學仍然活躍在學術研究的各个方面。在經濟學方面,亞里士多德對於經濟活動的分類與看法持續影響到中世紀與重農主義,直到被亞當斯密的古典經濟學派取代為止。雖然亞里士多德寫了許多論文和優雅的對話(西塞羅描述他的文學風格為“金河”),但是大多數人認為他的著作现已失散,只有大約三分之一的原创作品保存了下來。.

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引力

重力(Gravitation或Gravity),是指具有质量的物体之间相互吸引的作用,也是物体重量的来源。 引力与电磁力、弱相互作用力及强相互作用力一起构成自然界的四大基本相互作用。在这四种基本相互作用中,引力是最弱的一种,但同时也是一种长程有效作用力。在现代物理学中,引力一般由广义相对论来精确描述,认为引力反映了物体的惯性在弯曲时空中的表现。而经典力学中的牛顿万有引力定律则是对引力在通常物理条件下的极好的近似描述。 在地球上,地球对地面附近物体的万有引力赋予了物体的重量,并使物体落向地面。在宇宙中,引力让物质聚集而形成天体,同时也让天体之间相互吸引,形成按照轨道运转的天体系统。此外,月球以及太陽对地球上海水的引力,形成了地球上的潮汐。.

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彗星

彗星(Comet,有時也被誤記為慧星)是由冰構成的太陽系小天體(SSSB),當他朝向太陽接近時,會被加熱並且開始釋氣,展示出可見的大氣層,也就是彗髮,有時也會有彗尾。這些現象是由太陽輻射和太陽風共同對彗核作用造成的。彗核是由鬆散的冰、塵埃、和小岩石構成的,大小從P/2007 R5的數百米至海爾博普彗星的數十公里不等,但大部分都不會超過16公里。 彗星的軌道週期範圍也很大,可以從幾年到幾百萬年。短週期彗星來自超越至海王星軌道之外的柯伊伯帶,或是與離散盤有所關聯 。長週期彗星被認為起源於歐特雲,這是在古柏帶外面,伸展至最近恆星一半距離上,由冰凍天體構成的球殼。長週期彗星受到路過恆星和銀河潮汐的引力攝動而直接朝向太陽前進。雙曲線軌道的彗星可能在進入內太陽系之前曾經被沿著雙曲線軌跡被拋射至星際空間,則只會穿越太陽系一次。來自太陽系外,在銀河系內可能是常見的系外彗星也曾經被檢測到。 彗星與小行星的區別只在於存在著包圍彗核的大氣層,未受到引力的拘束而擴散著。這些大氣層有一部分被稱為彗髮(在中央包圍著彗核的大氣層),其它的則是彗尾(受到來自太陽的太陽風電漿和光壓作用,從彗髮被剝離的氣體、塵埃、和帶電粒子,通常呈線性延展的部分)。然而,熄火彗星因為已經接近太陽許多次,幾乎已經失去了所有可揮發的氣體和塵埃,所以就顯得類似於小的小行星。小行星被認為與彗星有著不同的起源,是在木星軌道內側形成的,而不是在太陽系的外側。主帶彗星和活躍的半人馬小行星的發現,已經使得小行星和彗星之間的差異變得模糊不清。 ,已經知道的彗星有4,894顆,其中大約有1,500顆是克魯茲族彗星和大約484顆短週期彗星,而且這個數量還在穩定的增加中。然而,這只是潛在彗星族群中微不足道的數量:估計在外太陽系的儲藏所內類似的彗星體數量可能達到一兆顆。儘管大多數的彗星都是暗淡和不夠引人注目的,但平均大概每年會有一顆裸眼可見的彗星,其中特別明亮的就會被稱為"大彗星"。 在2014年1月22日,ESA科學家的報告首次明確的指出在矮行星穀神星,也是小行星帶中最大的天體,有水氣存在。這項檢測是通過赫歇爾太空望遠鏡使用遠紅外線技術完成的。此一發現是出人意料之外的,因為彗星,不是小行星,才會有這種典型的"噴流萌芽和羽流"。根據其中一位科學家的說法:"彗星和小行星之間的區隔是越來越模糊了"。 古代也有彗星出现的记录,古人一般認為彗星是凶兆。.

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地球

地球是太阳系中由內及外的第三顆行星,距离太阳约1.5亿公里。地球是人類已知宇宙中唯一存在生命的天体,也是人類居住的星球,共有74.9億人口。地球质量约为5.97×1024公斤,半径约6,371公里,密度是太阳系中最高。地球同时进行自转和公转运动,分别产生了昼夜及四季的变化更替,一太陽日自转一周,一太陽年公转一周。自转轨道面称为赤道面,公转轨道面称为黄道面,两者之间的夹角称为黄赤交角。地球仅擁有一顆自然卫星,即月球。 地球表面有71%的面积被水覆盖,称为海洋或可以成为湖或河流,其余是陆地板块組成的大洲和岛屿,表面分布河流和湖泊等水源。南极的冰盖及北极存有冰。主體包括岩石圈、地幔、熔融态金属的外地核以及固态金属的內地核。擁有由外地核產生的地磁场。外部被氣體包圍,称为大氣層,主要成分為氮、氧、氬。 地球诞生于约45.4亿年前,42億年前開始形成海洋。并在35亿年前的海洋中出现生命,之后逐步涉足地表和大气,并分化为好氧生物和厌氧生物。早期生命迹象产生的具體证据包括格陵兰岛西南部中拥有约37亿年的历史的石墨,以及澳大利亚大陆西部岩石中约41亿年前的 Early edition, published online before print.。此后除去数次生物集群灭绝事件,生物种类不断增多。根据学界测定,地球曾存在过的50亿种物种中,已经绝灭者占约99%,据统计,现今存活的物种大约有1,200至1,400万个,其中有记录证实存活的物种120万个,而余下的86%尚未被正式发现。2016年5月,有科学家认为现今地球上大概共出现过1--种物种,其中人类正式发现的仅占十万分之一。2016年7月,科学家称现存的生物共祖中共存在有355种基因。地球上有约74亿人口,分成了约200个国家和地区,藉由外交、旅游、贸易、传媒或战争相互联系。.

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公转

公转(Orbital revolution),是一物體以另一物體為中心,沿一定軌道所作的循環運動;所沿著的軌道可以為圆、椭圆、双曲线或抛物线。在天文學上,一般用來形容行星、彗星等星体環繞恒星;衛星、人造卫星等環繞行星;小规模星系、星云、宇宙尘埃等環繞大规模星系;以及更大规模的天体间环绕的運動。 在不同的参照系中,公转在不同的视角下,会出现两种公转方向。一种为逆时针方向,一种为顺时针方向。如下面的图所示,橙色球绕着图中心的红色球做公转运动,左边的是逆时针方向,右边的是顺时针方向。.

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约翰内斯·开普勒

约翰内斯·开普勒(Johannes Kepler ,),德国天文學家、數學家。开普勒是十七世紀科學革命的關鍵人物。他最為人知的成就為开普勒定律,這是稍後天文學家根據他的著作《新天文学》、《世界的和諧》、《哥白尼天文学概要》萃取而成的三條定律。這些傑作對艾薩克·牛頓影響極大,啟發牛頓後來想出牛頓萬有引力定律。 在他的职业生涯中,开普勒曾在奥地利格拉茨的一家神学院担任数学教师,成为汉斯·乌尔里奇·艾根伯格亲王(Hans Ulrich von Eggenberg)的同事。后来,他成了天文学家第谷·布拉赫的助手,并最终成为皇帝鲁道夫二世(Rudolf II)及其两任继任者马蒂亚斯(Matthias)和费迪南二世的皇家数学家。他还曾经在奥地利林茨担任过数学教师及华伦斯坦(Wallenstein)将军的顾问。此外,他在光学领域做了基础性的工作,发明了一种改进型的折光式望远镜(开普勒望远镜),并提及了同时期的伽利略利用望远镜得到的发现。 开普勒生活的年代,天文学与占星学没有清楚的区分,但是天文学(文科中数学的分支)与物理学(自然哲学的分支)却有着明显的区分。因為宗教信仰,克卜勒將宗教論點和理由寫進他的作品。因為相信上帝用智慧創造世界,人只要透過自然理性之光,也可理解上帝創造的計畫。。开普勒将他的新天文学描述为“天体物理学”、“到亚里士多德的《形而上学》的旅行”、“亚里士多德宇宙论的补充”、通过将天文学作为通用数学物理学的一部分改变古代传统的物理宇宙学。.

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物理学

物理學(希臘文Φύσις,自然)是研究物質、能量的本質與性質,以及它們彼此之間交互作用的自然科學。由於物質與能量是所有科學研究的必須涉及的基本要素,所以物理學是自然科學中最基礎的學科之一。物理學是一種實驗科學,物理學者從觀測與分析大自然的各種基於物質與能量的現象來找出其中的模式。這些模式(假說)稱為「物理理論」,經得起實驗檢驗的常用物理理論稱為物理定律,直到有一天被證明是有錯誤為止(具可否證性)。物理學是由這些定律精緻地建構而成。物理學是自然科學中最基礎的學科之一。化學、生物學、考古學等等科學學術領域的理論都是建構於這些物理定律。 物理學是最古老的學術之一。物理學、化學、生物學等等原本都歸屬於自然哲學的範疇,直到十七世紀至十九世紀期間,才漸漸地從自然哲學中分別成長為獨立的學術領域。物理學與其它很多跨領域研究有相當的交集,如量子化學、生物物理學等等。物理學的疆界並不是固定不變的,物理學裡的創始突破時常可以用來解釋這些跨領域研究的基礎機制,有時還會開啟嶄新的跨領域研究。 通過創建新理論與發展新科技,物理學對於人類文明有極為顯著的貢獻。例如,由於電磁學的快速發展,電燈、電動機、家用電器等新產品纷纷涌现,人類社會的生活水平也得到大幅提升。由於核子物理學日趨成熟,核能發電已不再是藍圖構想,但其所引致的安全問題也使人們意識到地球環境、生態與人類的脆弱渺小。.

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牛顿第一运动定律

牛顿第一運動定律(Newton's first law of motion)表明,除非有外力施加,物體的運動速度不會改變。根據這定律,假設沒有任何外力施加或所施加的外力之和为零,則运动中物体总保持匀速直线运动状态,静止物体总保持静止状态。物體所顯示出的維持運動狀態不變的這性質稱為慣性。所以,這定律又稱為惯性定律。物體的惯性與其质量有關。 1687年,英國物理泰斗艾萨克·牛顿在鉅著《自然哲學的數學原理》裏,提出了牛頓運動定律。牛顿第一運動定律是其中一條定律,在本文內簡稱為「第一定律」。 牛頓運動定律只成立於慣性參考系,又稱為牛頓參考系。有些學者詮釋第一定律為定義慣性參考系的本質。假若採用這觀點,則由於只有從慣性參考系觀察,第二定律才成立,所以,不能從第二定律以特別案例的方式來推導出第一定律。另外又有一些學者將第一定律視為第二定律的推論。特別注意,慣性參考系的概念是在牛頓之後很久才發展成功。.

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行星

行星(planet;planeta),通常指自身不發光,環繞著恆星的天體。其公轉方向常與所繞恆星的自轉方向相同(由西向東)。一般來說行星需具有一定質量,行星的質量要足夠的大(相對於月球)且近似於圓球狀,自身不能像恆星那樣發生核聚變反應。2007年5月,麻省理工學院一組空间科學研究隊發現了已知最熱的行星(2040攝氏度)。 隨著一些具有冥王星大小的天體被發現,「行星」一詞的科學定義似乎更形迫切。歷史上行星名字來自於它們的位置(与恒星的相对位置)在天空中不固定,就好像它們在星空中行走一般。太陽系内肉眼可見的5顆行星水星、金星、火星、木星和土星早在史前就已經被人類發現了。16世紀後日心说取代了地心说,人類瞭解到地球本身也是一顆行星。望遠鏡被發明和萬有引力被發現後,人類又發現了天王星、海王星,冥王星(2006年后被排除出行星行列,2008年被重分類為类冥天体,属于矮行星的一种)還有為數不少的小行星。20世紀末人類在太陽系外的恆星系統中也發現了行星,截至2013年7月12日,人類已發現2000多顆太陽系外的行星。.

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质量

在日常生活中的“重量”常常被用來表示“質量”,但是在科学上,这两个词表示物质不同的属性(参见质量对重量)。 在物理上,质量通常指物质在以下的三个实验上证明等价的属性之一:.

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自由落體

自由落体运动是指只受重力作用(不存在空气阻力的理想状态)的均匀加速度运动过程。 运动过程中重力势能与动能之和遵守机械能守恒定律,在地球上相同位置与相同高度,自由落体的加速度相同(均为g,与质量无关。).

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艾萨克·牛顿

艾萨克·牛顿爵士,(Sir Isaac Newton,,英語發音)是一位英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和煉金術士。1687年他发表《自然哲学的数学原理》,阐述了万有引力和三大运动定律,奠定了此后三个世纪--力学和天文学的基础,成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;为太阳中心学说提供了强而有力的理论支持,并推动了科学革命。 在力学上,牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理。在光学上,他发明了反射望远镜,并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察,发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律,并研究了音速。 在数学上,牛顿与戈特弗里德·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理,提出了“牛顿法”以趋近函数的零点,并为幂级数的研究作出了贡献。 在2005年,英国皇家学会进行了一场“谁是科学史上最有影响力的人”的民意调查,在被调查的皇家学会院士和网民投票中,牛顿被认为比阿尔伯特·爱因斯坦更具影响力。.

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離心力

离心力(centrifugal force)是一种虚拟力或称惯性力,它使旋转的物体远离它的旋转中心。在牛顿力学里,离心力曾被用于表述两个不同的概念:在一个非惯性参考系下观测到的一个惯性力,和向心力的反作用力。在拉格朗日力学下,离心力有时被用来描述在某个广义坐标下的广义力。 在通常语境下,離心力並非真實的存在。它的作用只是为了在旋转参考系(非惯性参考系)下,牛顿运动定律依然能够使用。在惯性参考系下是没有惯性力的,在非惯性参考系下(如旋转参考系)才需要有惯性力,否则牛顿运动定律不能使用。.

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摩擦力

摩擦力(英語:friction)指两个表面接触的物体相对滑动时抵制它们的相对移动的力,是经典力学的一個名詞。广义地,物体在液体和气体中运动时也受到摩擦力。 摩擦力產生的成因:.

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拉丁语

拉丁语(lingua latīna,),羅馬帝國的奧古斯都皇帝時期使用的書面語稱為「古典拉丁語」,屬於印欧语系意大利語族。是最早在拉提姆地区(今意大利的拉齐奥区)和罗马帝国使用。虽然现在拉丁语通常被认为是一种死语言,但仍有少数基督宗教神职人员及学者可以流利使用拉丁语。罗马天主教传统上用拉丁语作为正式會議的语言和礼拜仪式用的语言。此外,许多西方国家的大学仍然提供有关拉丁语的课程。 在英语和其他西方语言创造新词的过程中,拉丁语一直得以使用。拉丁语及其后代罗曼诸语是意大利语族中仅存的一支。通过对早期意大利遗留文献的研究,可以证实其他意大利语族分支的存在,之后这些分支在罗马共和国时期逐步被拉丁语同化。拉丁语的亲属语言包括法利斯克语、奥斯坎语和翁布里亚语。但是,威尼托语可能是一个例外。在罗马时代,作为威尼斯居民的语言,威尼托语得以和拉丁语并列使用。 拉丁语是一种高度屈折的语言。它有三种不同的性,名词有七格,动词有四种词性变化、六种时态、六种人称、三种语气、三种语态、两种体、两个数。七格当中有一格是方位格,通常只和方位名词一起使用。呼格与主格高度相似,因此拉丁语一般只有五个不同的格。不同的作者在行文中可能使用五到七种格。形容词与副词类似,按照格、性、数曲折变化。虽然拉丁语中有指示代词指代远近,它却没有冠词。后来拉丁语通过不同的方式简化词尾的曲折变化,形成了罗曼语族。 拉丁语與希腊语同為影響歐美學術與宗教最深的语言。在中世纪,拉丁语是当时欧洲不同国家交流的媒介语,也是研究科学、哲学和神學所必须的语言。直到近代,通晓拉丁语曾是研究任何人文学科教育的前提条件;直到20世纪,拉丁语的研究才逐渐衰落,重点转移到对當代语言的研究。.

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慣性和自然哲学的数学原理之间的比较

慣性有60个关系,而自然哲学的数学原理有113个。由于它们的共同之处18,杰卡德指数为10.40% = 18 / (60 + 113)。

参考

本文介绍慣性和自然哲学的数学原理之间的关系。要访问该信息提取每篇文章,请访问:

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