ニュートンがリンゴと地球の引力を発見したのか?その計算と発見の背景

物理学

ニュートンが「リンゴと地球が引き合っている」という発見をしたとき、彼はリンゴの重さを基に引力の法則を明確にしました。しかし、ニュートン自身がリンゴが地球を引っ張る力を直接計算していたわけではありません。この記事では、ニュートンの発見がどのようにして起きたのか、またその後の計算がどのように行われたのかを解説します。

ニュートンの万有引力の法則

万有引力の法則は、すべての物体はその質量に比例した力で他の物体を引き寄せ合うという原理に基づいています。この法則は、地球上の物体が落下する理由、天体の運動などを説明するための基礎となります。ニュートンはリンゴが地面に落ちるのを見て、地球が物体を引き寄せる力を発見しました。

この発見を基に、ニュートンは物体の質量と距離によって引力の大きさが決まることを導き出し、万有引力の法則を確立しました。しかし、当時は実際に物体に働く引力の強さを計算するための技術的な方法がなかったため、リンゴの重さから計算された引力加速度がどのような値になるかは後の研究によって明らかにされました。

リンゴと地球の引力の計算

リンゴ(250グラム)の重さに関して、万有引力の法則を使って計算すると、リンゴと地球が引き合う力は2.45ニュートン(N)となります。この力は、リンゴの質量0.25kgと地球の重力加速度9.8m/s²を掛け算して求めることができます。

計算式は以下の通りです。

F = m × g

ここで、mは質量(0.25kg)、gは重力加速度(9.8m/s²)です。計算すると。

F = 0.25 × 9.8 = 2.45N

この計算結果から、リンゴと地球が引き合っている力が確認できます。ニュートンが直接これを計算していたわけではありませんが、彼の理論に基づく計算方法は現在も広く使われています。

ニュートンの発見に至る経緯

ニュートンは、リンゴが地面に落ちる理由を考える過程で、物体が地球に引き寄せられる力(重力)を発見しました。この発見は、彼が天体の運動を観察し、天体同士が互いに引き合っていることから着想を得たものです。

ただし、ニュートンがリンゴと地球の間の具体的な引力を計算したわけではなく、後の研究でこの理論が発展し、引力の法則が数学的に表されるようになりました。ニュートン自身は、リンゴの落下をきっかけに地球と物体の間に引力が働くことに気づき、その後の理論化が行われたのです。

まとめ

ニュートンはリンゴが地面に落ちる現象から万有引力の法則を導き出しましたが、リンゴと地球の間に働く引力の具体的な強さを計算したのは後の時代の研究者です。リンゴの重さに基づく引力加速度は2.45Nであり、この計算はニュートンの理論を基にした現代の物理学によって確認されています。ニュートンの発見は、科学史における画期的な出来事であり、万有引力の法則は今でも多くの物理現象を説明するために使われています。

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