Η αποχρυσική ιστορία ενός μήλου που πέφτει στο κεφάλι του Sir Isaac Newton είναι πιθανώς μια από τις πιο διάσημες ιστορίες για την ανακάλυψη μιας βασικής επιστημονικής διαδικασίας, παρόλο που δεν υπάρχουν αποδείξεις ότι χτυπήθηκε από πτώση καρπός. Αυτό που ισχύει όμως είναι ότι οι νόμοι κίνησης του Νεύτωνα χρησιμοποιούνται ακόμη ευρέως σήμερα, για να εξηγήσουν τα είδη των αντικειμένων και τις ταχύτητες που συναντάτε στην καθημερινή ζωή.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Η ιστορία του μήλου που πέφτει του Νεύτωνα είναι κυρίως θρύλος - τα έγγραφα δείχνουν ότι είδε ένα μήλο να πέφτει, αλλά δεν υπάρχουν αποδείξεις ότι χτυπήθηκε από ένα - αλλά ενώ μπορεί να έχει του έδωσε την ιδέα να καταλάβει τη βαρύτητα, ο αξιότιμος επιστήμονας ανακάλυψε μόνο τους νόμους της κίνησης μετά από πολλά χρόνια σπουδών μαθηματικών, φυσικής, οπτικής και αστρονομία.
Η πτώση της Apple του Sir Isaac Newton
Πιθανώς ο πιο διάσημος θρύλος στην ιστορία της επιστήμης είναι αυτός του μήλου που πέφτει. Η ιστορία λέει ότι ο νεαρός Ισαάκ Νεύτωνας καθόταν στον κήπο του όταν ένα μήλο έπεσε στο κεφάλι του και ξαφνικά βρήκε τη θεωρία του για τη βαρύτητα. Η ιστορία έχει μεγαλοποιηθεί κατά τη διάρκεια των ετών, αλλά υπάρχει απόδειξη ότι συνέβη. Το 2010, η Royal Society στο Λονδίνο δημοσίευσε ψηφιακά το πρωτότυπο χειρόγραφο που περιγράφει πώς Ο Νεύτωνας είδε ένα μήλο να πέφτει από ένα δέντρο στον κήπο της μητέρας του και άρχισε να επεξεργάζεται τη θεωρία του βαρύτητα. Αυτή η εργασία γράφτηκε από έναν σύγχρονο του Νεύτωνα, William Stukeley, και περιγράφει μια συνομιλία Stukeley είχε με τον Νεύτωνα, κάτω από τη σκιά μιας μηλιάς, γιατί ένα μήλο πέφτει πάντα προς το κέντρο του γη. Ωστόσο, δεν υπάρχουν στοιχεία ότι το μήλο προσγειώθηκε στο κεφάλι του Νεύτωνα σε κάθε περίπτωση.
Ποιος ήταν ο Sir Isaac Newton;
Ο Sir Isaac Newton, γεννημένος το 1643, ήταν ένας από τους πιο σημαντικούς επιστήμονες όλων των εποχών. Επεκτείνοντας τις ιδέες προηγούμενων παραγωγικών επιστημόνων όπως ο Γαλιλαίος και ο Αριστοτέλης, κατάφερε να μετατρέψει τις θεωρίες στην πράξη και οι ιδέες του έγιναν η βάση για τη σύγχρονη φυσική.
Ο Νεύτωνας ανέπτυξε τους νόμους κίνησης του το 1666, όταν ήταν μόλις 23 ετών. Το 1687, παρουσίασε τους νόμους στο έργο του "Principia Mathematica Philosophiae Naturalis", στο οποίο εξήγησε πώς οι εξωτερικές δυνάμεις επηρεάζουν την κίνηση αντικειμένων.
Κατά την ανάπτυξη των τριών νόμων του ο Νεύτωνας απλοποίησε τα αντικείμενα, μειώνοντάς τα σε μαθηματικά σημεία χωρίς μέγεθος ή περιστροφή για να τον αφήσει να αγνοήσει παράγοντες όπως τριβή, αντίσταση στον αέρα, ιδιότητες θερμοκρασίας και υλικού και εστίαση στα αποτελέσματα που μπορούν να απεικονιστούν εξ ολοκλήρου με αναφορά στη μάζα, το μήκος και χρόνος.
Οι νόμοι του Νεύτωνα αναφέρονται στην κίνηση αντικειμένων σε ένα αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς, το οποίο μπορεί να περιγραφεί ως σύστημα στο οποίο ένα αντικείμενο παραμένει σε κατάσταση ηρεμίας ή κινείται με σταθερή γραμμική ταχύτητα, εκτός εάν ενεργείται από εξωτερικό δυνάμεις. Ο Newton διαπίστωσε ότι η κίνηση μέσα σε ένα τέτοιο σύστημα θα μπορούσε να εκφραστεί χρησιμοποιώντας τρεις απλούς νόμους.
Οι τρεις νόμοι της κίνησης του Νεύτωνα
1. "Ένα σώμα σε κατάσταση ηρεμίας θα παραμείνει σε κατάσταση ηρεμίας και ένα σώμα σε κίνηση θα παραμείνει σε κίνηση εκτός και αν θα ασκηθεί από εξωτερική δύναμη." Εάν ένα αντικείμενο είναι στάσιμο, δεν θα αρχίσει να κινείται από μόνο του. Εάν ένα αντικείμενο κινείται, η ταχύτητα και η κατεύθυνσή του δεν θα αλλάξουν εκτός αν κάτι το κάνει να αλλάξει. Αυτό αναφέρεται συχνά ως «νόμος της αδράνειας».
2. "Η δύναμη που δρα σε ένα αντικείμενο είναι ίση με τη μάζα αυτού του αντικειμένου επί την επιτάχυνσή του." Τα αντικείμενα θα κινηθούν πιο μακριά και γρηγορότερα όταν ωθούνται πιο σκληρά, και τα βαρύτερα αντικείμενα χρειάζονται περισσότερη δύναμη για να κινηθούν στην ίδια απόσταση με το ελαφρύτερο αντικείμενα.
3. "Για κάθε δράση, υπάρχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση." Όταν ένα αντικείμενο ωθείται προς μία κατεύθυνση, υπάρχει πάντα ίση αντίσταση από την αντίθετη κατεύθυνση. Αυτός ο νόμος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εξηγήσει πώς λειτουργεί ένας πύραυλος: οι ισχυροί κινητήρες του σπρώχνουν στο έδαφος (το δράση) και η αντίσταση από το έδαφος ωθεί τον πύραυλο προς τα πάνω με ίση δύναμη (το αντίδραση).
Τι είναι η κληρονομιά του Νεύτωνα;
Οι νόμοι κινήσεων του Νεύτωνα, που έχουν επαληθευτεί από πολλά πειράματα τα τελευταία 300 χρόνια, αποτελούν τη βάση του πρώτου κλάδου της φυσικής. Αυτό είναι τώρα γνωστό ως κλασική μηχανική, η μελέτη της κίνησης τεράστιων αντικειμένων και είναι το θεμέλιο πάνω στο οποίο χτίζονται άλλοι κλάδοι της φυσικής. Η κλασική μηχανική έχει επίσης σημαντικές εφαρμογές σε άλλους τομείς της επιστήμης, συμπεριλαμβανομένης της αστρονομίας, της χημείας, της γεωλογίας και της μηχανικής.