Isaac Newton

Física. Óptica. Gravitación. Rotación. Dinámica

  • Enviado por: MnLlO
  • Idioma: catalán
  • País: España España
  • 4 páginas
publicidad

Biografia de Newton

Isaac Newton (1642-1727), matemàtic i físic britànic, considerat un dels mes grans científics de la historia. Newton va ser, amb el matemàtic alemany Gottfried Wilhelm Leibniz, un dels inventors de la branca de les matemàtiques denominada càlcul. També va recollir qüestions relatives a la llum i la òptica va formular les lleis del moviment i va deduir a partir d´aquelles la llei de la gravitació universal.

Va néixer el 25 de desembre del 1642. Quan tenia tres anys, la seva mare viuda es va tornar a casar i el va deixar al càrrec de la seva avia. Al tornar a envidua per segona vegada, va decidir enviar-lo a la escola de primària en Grantham. En el estiu de 1661 va ingressa en el Trinity College de la universitat de Cambridge i en 1665 va rebre el títol de batxiller.

En 1666 va desenvolupar el mètode de les fluxions.

Després duna interrupció de casi dos anys provocada per una epidèmia de peste, Newton va tornar al Trinity College, on el van anomenar becarien 1667. Va rebre el títol de professor en 1668.

En 1669 va rebre la cátedra Lucasiana de matemàtiques en la universitat de Cambridge.

En 1672 Newton va enviar una breu exposició de la seva teoria dels colors a la Royal Society de Londres.

En 1687 Hooke va afirmar que Newton l´havia robat la idea central del llibre. La mes gran part dels historiadors no accepten els càrrecs de plagi de Hooke.

En el 1687 Newton va ajudar a la resistència de Cambridge contra els intents del rei Jacobo segon d´Anglaterra per convertir la universitat en una institució catòlica. Després de la revolució gloriosa del 1688, que va expulsar a Jacobo segon d´Anglaterra, la universitat va elegir a Newton com un dels seus representants en una convocatòria especial del parlament britànic. En el estiu de 1693 Newton va mostrar símptomes d´una enfermetat emocional. Aunque recupera la salut, el seu període creatiu arriba a la seva fi.

Las connexions de Newton amb els dirigents del nou regim d´Anglaterra el portaren al seu nomenament com a inspector i mes tard director de la casa de la Moneda en Londres, on va viure fins al 1696. En 1703 va ser elegit president de la Royal Society, un càrrec que va ocupar fins al final de la seva vida. Va ordenar la immediata publicació de les seves observacions astronòmiques del primer astrònom real d´Anglaterra John Flamsted. Newton necessitava aquestes observacions per perfeccionar la seva teoria lunar.

Newton també es va implicar en una violenta discussió con Leibniz de la prioritat de la invenció del càlcul. Va escriure el informe de la comissió que feia que Leibniz responsable de plagi. Newton va recopilar la relació de acusacions que aquesta institució havia publicat.

Encara del seu interès per la ciència també es va sentir atret per l´estudi de l´alquímia, el misticisme i la teologia.

Va morir la nit del 20 de març del 1727 després duna llarga enfermetat i va ser enterrat en la abadia de Westminster en mig dels grans homes d´Anglaterra.

El mètode de les fluxions

Newton va generalitza els mètodes que s´havien utilitzat per traçar línies tangents a corbes i per calcular el àrea sota una corba, i va descobrir que els dos procediments eren operacions inverses. El va anomenar el mètode de les fluxions, Newton el va desenvolupar en 1666 el que es coneix ara com càlcul, un mètode nou i poderós que es situa a les matemàtiques modernes per davant del nivell de la geometria grega.

En 1675 Lebniz va arribar de forma independent al mateix mètode, al que va anomenar càlcul diferencial; la seva publicació va fer que Lebniz va rebre en exclusiva els elogis per el desenvolupament d´aquest mètode, fins1704, any en que Newton va publicar una exposició detallada del mètode de fluxions. En 1669 va obtenir la catedera Lucasiana de matemàtiques en la universitat de Cambridge.

Òptica

Newton va arribar a la idea de que la llum del sol es una mescla heterogènia de raigos diferents i que la reflexió i les refraccions fan que els colors apareguin al separar la mescla en els seus components. Newton va demostrar la seva teoria dels colors fen passar un raig de llum solar a traves d´un prisma, el qual dividit el raig de llum en colors independents.

En 1672 Newton va enviar una breu exposició de la seva teoria dels colors a la Royal Society de Londres. La seva publicació va provocar tantes critiques que van confirmar el seu recel a les publicacións, per el que es va retirar a la soledat del seu estudi en Cambridge. En 1704, va publicar la seva obra òptica, en la que explicava detalladament la seva teoria.

La gravitació

Gravitació, propietat de atracció mútua que tenen tots els objectes compostos de matèria.

La llei de la gravitació, formulada per primera vegada per el físic britànic Isaac Newton en 1684, afirma que la atracció entre dos cossos es directament proporcional al producte de les masses de tots el cossos i inversament proporcional al quadrat de la distancia entre ells.

Efecte de la rotació

El físic i astrònom Itàlia Galileu va reunir les idees d´uns altres pensadors de el seu temps i comença a analitzar el moviment a partir de la distancia feta des de un punt de partida i el temps transcorregut. Va demostrar que la velocitat dels objectes que cauen augmenta contínuament durant la seva caiguda. Aquesta acceleració es la mateixa per objectes que es desplaçen a velocitats pròximes a la velocitat de la llum, les lleis de Newton han sigut substituïdes per la teoria de la relativitat de Albert Einstein. Per les partícules atòmiques i subatòmiques, les lleis de Newton han sigut substituïdes per la teoria cuántica. Però per els fenòmens de la vida diària, les tres lleis del moviment de Newton segueixen sent la pedra angular de la dinàmica.

Dinámica

Components de la velocitat. Si depreciem la resistència del vent, una pilota llançada formant un angle descriu una paràbola. La velocitat de la pilota (V) te un component vertical (vV) i una altre horitzontal (vH); el component horitzontal no canvia en ningún moment, mentre que la vertical, la única afectada per la gravetat, canvia de forma continua.

Per entendre com i perquè s´acceleren els objectes, hi ha que definir la força i la massa. Es pot medi en funció de un d´aquests dos efectes: una força pot deformar alguna cosa, com un moll, o accelerar un objecte. El primer efecte pot utilitzar-se per calibrar l´escala de un moll, que a la vegada pot utilitzar per medi la magnitud duna altre força: quant mes gran sigui la força F, mes gran serà el allargament del moll X. En molts molls i dins d´un rang de força limitada, es proporcional a la força:

F es igual que kx

On k es una constant que depèn del material i dimensions del moll.

Moment d´una força

Per que i així equilibri, els components horitzontals de les forces que actuen sobre un objecte tenen que cancel·lar-se mútuament i el mateix te que ocorri amb els components verticals. Aquesta condició es necessària per el equilibri, però no es suficient.

El moment d´una força es el producte d´aquesta força a una porta pesada per obrir-la, la força s´exerceix perpendicularment a la porta i a la màxima distancia de les frontisses. Si s´empenyeren la porta amb la mateixa força en un punt situat a mig camí entre el tirador i les frontisses, la magnitud del moment seria la meitat. Si la força s´aplicarà de manera paral·lela a la porta, el moment seria nul. Per un objecte aquest equilibri, els moments dextrogiros en torn a tot eje tenen que cancel·lar-se amb els moments levogiros en torn a aquest eje. Pot demostrar-se que si els moments es cancel·len per un eje determinat, es cancel·laran per tots els ejes.

El telescopi newtonia

El primer telescopi reflector va ser construït per Isaac Newton en 1668. Aquest telescopi utilitza un mirall corb per enfocar la llum. La llum d´objectes llunyans com els estels entren en el tub del telescopi en ratjos paral·lels, que es reflexen en el mirall concavo fins a un mirall pla diagonal. El mirall diagonal reflexa la llum a traves duna obertura en un costat del tub del telescopi a una lent del ocular. Els telescopis reflectors poden ser mes grans que els refractors perquè el mirall corb es pot apollar en els seus extrems. Els miralls mes grans tenen avantatges perquè poden recollir mes llum.

Descobriments de Newton i llibres i lleis que publica

La primera llei: la suma vectorial

La primera llei de Newton afirma que si la suma vectorial de les forces que actuen sobre un objecte es zero, el objecte es mantindrà en repòs o seguirà en moviment a velocitat constant. El que la força exercida sobre un objecte sigui zero no significa necessàriament que la seva velocitat sigui zero. Si no esta sometido a cap força, un objecte en moviment continuarà desplaçanse a velocitat constant.

La segona llei: relaciona la força total i l´acceleració

La segona llei de Newton relaciona la força total i la acceleració. Una força neta exercida sobre un objecte lo accelerarà, es a dir, canviarà la seva velocitat. La acceleració serà proporcional a la magnitud de la força total i tendra la mateixa direcció i sentit en la que esta. La constant proporcional es la massa m del objecte.

F es igual a ma

En el sistema internacional de unitats, la acceleració a es mesura en metres per segon quadrat, la massa m es mesura en quilograms i la força en Newtons. Un Newton es defineix com la força necessària per subministrar a una massa d´un quilogram una acceleració de un metre per

La tercera llei

La tercera llei de Newton afirma que quan un objecte exerceix una força sobre l´altre, aquest altre objecte exerceix també una força sobre el primer. La força que exerceix el primer objecte sobre el segon deu tenir la mateixa magnitud que la força que el segon objecte exerceix sobre el primer, però amb sentit contrari.

La tercera llei de Newton també implica la conservació del moment lineal, el producte de la massa per la velocitat. En un sistema aïllat, sobre el que actuen forces externes, el moment deu ser constant.

Un altre magnitud que es conserva es el moment angular o cinètic. El moment de un objecte en rotació depèn de la velocitat angular, la seva massa i la seva distancia al eje.

Energia

La magnitud denominada energia enllaça totes les rames de la física. En el àmbit de la mecànica, deu subministrar-se energia per realitzar treball; el treball es denomina com el producte de la força per la distancia que recorre un objecte en la direcció de la força. Quan se exerceix una força sobre un objecte peó la força no fa que el objecte es mogui, no es realitza treball. La energia i el treball s´expressen en les mateixes unitats, com per exemple julios o ergios.

Existeixen moltes altres formes d´energia: energia potencial, elèctrica i magnètica, energia acumulada en molls estirats, gasses comprimits o enllaces moleculars, energia termina e inclòs la propina massa.