Hitaus

Liikeen varhainen ymmärtäminenMuokkaaEdit

Ennen renessanssiaika länsimaisen filosofian yleisimmin hyväksytty liiketeoria perustui Aristoteleen, joka noin 335 eKr. , ilman ulkoista käyttövoimaa, kaikki objektit (maan päällä) lepäisivät ja että liikkuvat kohteet liikkuvat edelleen vain niin kauan kuin on voimaa, joka saa heidät tekemään niin. Aristoteles selitti projektorista erotettujen ammusten jatkuvan liikkeen ympäröivän väliaineen vaikutuksella, joka jatkaa ammuksen liikkumista jollain tavalla. Aristoteles totesi, että tällainen väkivaltainen liike tyhjässä tilassa oli mahdotonta.

Yleisestä hyväksynnästä huolimatta merkittävät filosofit kiistivät Aristoteleen liikekäsityksen useaan otteeseen lähes kahden vuosituhannen ajan. Esimerkiksi Lucretius (seuraa, oletettavasti Epicurus) totesi, että aineen ”oletustila” oli liike, ei pysähdys. 6. vuosisadalla John Philoponus kritisoi epäjohdonmukaisuutta Aristoteleen ammuksia käsittelevän keskustelun välillä, jossa väliaine pitää ammukset liikkumattomana, ja hänen keskustelunsa tyhjyydestä , jossa väliaine estäisi kehon liikkeen. Philoponus ehdotti, että liikettä ei ylläpidetty ympäröivän väliaineen toiminnalla, vaan jollakin esineelle annetulla omaisuudella sen liikkeelle saamisen aikana. inertia, koska kehon pitämiseksi liikkeessä tarvitsi vielä voimaa, se osoittautui perustavanlaatuiseksi askeleeksi tähän suuntaan. Averroes ja monet skolastiset filosofit vastustivat voimakkaasti tätä näkemystä. toim. Aristoteles. Tämä näkemys ei kuitenkaan jäänyt kyseenalaiseksi islamilaisessa maailmassa, jossa Philoponuksella oli useita kannattajia, jotka jatkoivat hänen ideoidensa kehittämistä.

1100-luvulla persialainen polymaatti Ibn Sina (Avicenna) väitti, että ammuksen tyhjiö ei pysähtyisi, ellei siihen toimita.

impulssin teoriaEdit

1300-luvulla Jean Buridan hylkäsi käsityksen, että liikkeen tuottava omaisuus, jonka hän antoi sysäykseksi, hajosi spontaanisti. Buridanin kanta oli, että liikkuva esine pysäyttäisi ilman vastuksen ja kehon painon, joka vastustaisi sen sysäystä. Buridan väitti myös, että sysäys lisääntyi nopeasti, joten hänen alkuperäinen ajatuksensa sysäyksestä oli samanlainen monissa Huolimatta ilmeisistä yhtäläisyydistä nykyaikaisempiin inertia-ideoihin, Buridan näki teoriansa vain muutoksena Aristoteleen perusfilosofiaan, ylläpitämällä monia muita peripateettisia näkemyksiä, mukaan lukien usko siihen, että vielä oli perustavanlaatuinen ero liikkuvan ja levossa olevan kohteen välillä. Buridan uskoi myös, että sysäys voi olla luonteeltaan paitsi lineaarista myös pyöreää, aiheuttaen esineiden (kuten taivaankappaleiden) liikkumisen ympyrässä.

Buridanin ajatusta seurasi hänen oppilaansa Saksi (1316–1390) ja Oxfordin laskimet, jotka suorittivat erilaisia kokeita, jotka heikensivät entisestään klassista aristoteleista näkemystä. Heidän työnsä puolestaan kehitti Nicole Oresme, joka oli edelläkävijä liikesääntöjen esittämisessä graafien muodossa.

Pian ennen Galileon hitaus teoriaa Giambattista Benedetti muutti kasvavaa sysäysteoriaa vain lineaariseen liikkeeseen:

”… osa ruumiillisella aineella, joka liikkuu itsestään, kun mihin tahansa ulkoiseen motiivivoimaan on vaikuttanut sysäys, on luonnollinen taipumus liikkua suoraviivaisella, ei kaarevalla polulla. ”

Benedetti mainitsee rintarannan kiven liikkeen esimerkkinä esineiden luontaisesta lineaarisesta liikkeestä, f tai kiertänyt kiertoliikkeeseen.

Klassinen hitausMuokata

Tieteen historioitsijan Charles Coulston Gillispien mukaan inertia ”tuli tieteeseen fyysisenä seurauksena Descartesin” avaruusaineen geometrisaatiosta yhdistettynä Jumalan muuttumattomuus. ”

Hitausperiaate, joka syntyi Aristoteleen kanssa ”tyhjät liikkeet”, toteaa, että esineellä on taipumus vastustaa liikkeen muutosta. Newtonin mukaan esine pysyy levossa tai pysyy liikkeessä (ts. Ylläpitää nopeuttaan), ellei siihen vaikuta ulkoinen nettovoima, johtuuko se painovoimasta, kitkasta, kosketuksesta tai jostakin muusta voimasta. Aristoteleenlainen liikkeen jakaminen maalliseksi ja taivaalliseksi muuttui yhä ongelmallisemmaksi johtuen Nicolaus Copernicuksen johtopäätöksistä 1500-luvulla, joka väitti, että maapallo ei ole koskaan levossa, vaan on jatkuvasti jatkuvassa liikkeessä Auringon ympäri.Galileo jatkoi Copernican-mallin kehittämisessään tunnusti nämä ongelmat silloin hyväksytyn liikkeen luonteen kanssa ja sisälsi ainakin osittain tämän seurauksena uudelleen Aristoteleen kuvauksen tyhjyyden liikunnasta fyysisenä perusperiaatteena. :

Tasaisella pinnalla liikkuva runko jatkaa samaan suuntaan tasaisella nopeudella, ellei sitä häiritä.

Galileo kirjoittaa, että” kaikki ulkoiset esteet on poistettu, raskas kappale pallomaisella pinnalla, joka on samankeskinen maan kanssa, säilyttää itsensä siinä tilassa, jossa se on ollut; jos se asetetaan liikkeeseen länteen (esimerkiksi) kohti, se pysyy itsessään siinä liikkeessä. ”Tämä käsite, jota tieteen historioitsijat kutsuvat” pyöreäksi inertiaksi ”tai” horisontaaliseksi pyöreäksi inertiaksi ”, on edeltäjä, mutta erillinen Newtonin käsitys suoraviivaisesta inertiasta. Galileolle liike on ”vaakasuora”, jos se ei kuljeta liikkuvaa kehoa kohti maapallon keskustaa tai poispäin, ja hänelle ”esimerkiksi laiva, joka olisi kerran saanut jonkin verran sysäystä rauhallisen meren läpi, liikkuu”. jatkuvasti ympäri maapalloa pysähtymättä. ”

On myös syytä huomata, että Galileo myöhemmin (vuonna 1632) päätyi siihen johtopäätökseen, että tämän alkuperäisen hitausoletteen perusteella on mahdotonta erottaa liikkuvan kohteen ja paikallaan ilman vertailua ulkopuoliseen vertailuun. Tämä havainto tuli viime kädessä perustaksi Albert Einsteinille erityisen suhteellisuusteorian kehittämisessä.

Ensimmäinen fyysikko, joka irtautui täysin aristoteleisesta liikemallista, oli Isaac Beeckman vuonna 1614.

Galileon kirjoitusten inertiakäsitteet myöhemmin puhdistettaisiin, muutettaisiin ja kodifioitiin Isaac Newtonin ensimmäisinä hänen liikelakistaan (julkaistu ensimmäisen kerran Newtonin teoksessa Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, vuonna 1687):

Jokainen ruumis pysyy lepotilassaan tai tasaisessa liikkeessään oikeassa linjassa, ellei sitä pakoteta muuttamaan tätä tilaa siihen vaikuttaneilla voimilla.

Alun perin julkaisemisen jälkeen Newtonin liikelakit (ja mukaan lukien tämä ensimmäinen laki) ovat muodostaneet perustan fysiikan haulle, joka tunnetaan nimellä klassinen mekaniikka.

Termi ”inertia” otti ensimmäisen kerran käyttöön Johannes Kepler teoksessa Epitome Astronomiae Copernicanae (julkaistu kolmessa osassa). s vuosina 1617–1621); Keplerin sanan (jonka hän johti latinankielisestä sanasta ”tyhjäkäynti” tai ”laiskuus”) merkitys ei kuitenkaan ollut täysin sama kuin sen nykyaikainen tulkinta. Kepler määritti inertian vain liikkeen vastustamisen suhteen, jälleen kerran perustuen olettamaan, että lepo oli luonnollinen tila, jota ei tarvinnut selittää, vasta Galileon ja Newtonin myöhemmässä työssä yhtenäinen lepo ja liike yhdessä periaatteessa voitiin soveltaa näihin käsitteisiin sellaisena kuin se on nykyään .

Huolimatta siitä, että käsite on määritelty niin tyylikkäästi liikelakeissaan, edes Newton ei oikeastaan käyttänyt termiä ”hitaus” viitaten ensimmäiseen lakiinsa. Itse asiassa Newton alun perin käsitteli kuvaamaansa ilmiötä. ensimmäisessä liikelakissaan aineelle ominaiset ”synnynnäiset voimat”, jotka vastustivat kaikenlaista kiihtyvyyttä. Ottaen huomioon tämän näkökulman ja lainaten Kepleriltä, Newton määritteli termin ”inertia” tarkoittavan ”objektin luontaista voimaa, joka vastustaa muutoksia mot ioni”; siis Newton määritti ”inertian” tarkoittavan ilmiön syytä eikä itse ilmiötä. Newtonin alkuperäiset ajatukset ”synnynnäisestä vastustavasta voimasta” olivat kuitenkin viime kädessä ongelmallisia useista syistä, joten useimmat fyysikot eivät enää ajattele näillä termeillä. Koska mitään vaihtoehtoista mekanismia ei ole hyväksytty helposti, ja nyt on yleisesti hyväksytty, että siellä ei ehkä ole sellainen, jonka voimme tietää, termi ”inertia” on tullut tarkoittavan yksinkertaisesti itse ilmiötä eikä mitään luontaista mekanismia. Siten viime aikoina modernin klassisen fysiikan ”hitaus” on tullut nimen samalle ilmiölle kuvataan Newtonin ensimmäisessä liikelakissa, ja näitä kahta käsitettä pidetään nyt vastaavina.

RelativityEdit

Albert Einsteinin erityinen suhteellisuusteoria, sellaisena kuin se ehdotettiin hänen vuonna 1905. Paperi nimeltä ”Liikkuvien kappaleiden elektrodynamiikasta” rakennettiin Galileon ja Newtonin kehittämien inertiaalisten viitekehysten ymmärtämiseen. Vaikka tämä vallankumouksellinen teoria muutti merkittävästi monien Newtonin käsitteiden, kuten massa, energia ja etäisyys, merkitystä, Einst einin inertiakäsitys säilyi muuttumattomana Newtonin alkuperäisestä merkityksestä. Tämä johti kuitenkin erityiseen suhteellisuusteoriaan liittyvään rajoitukseen: suhteellisuusperiaate voi koskea vain inertiaalisia viitekehyksiä.Tämän rajoituksen ratkaisemiseksi Einstein kehitti yleisen suhteellisuusteoriansa (”The Foundation of the General Theory of Relativity”, 1916), joka tarjosi teorian, joka sisälsi ei-inertiaaliset (nopeutetut) viitekehykset.