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研究生： 陳玠同
Chen, Jie-Tong
論文名稱： 牛頓運動定律的來源及其根本意涵──科學革命時期『力』概念的發展
指導教授： 姚珩
Yao, Herng
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 物理學系
Department of Physics
論文出版年： 2019
畢業學年度： 107
語文別： 中文
論文頁數： 150
中文關鍵詞： 牛頓 、運動定律 、力 、自然哲學與數學原理 、科學革命 、虎克 、加速度 、惠更斯 、向心力 、離心力 、萬有引力
英文關鍵詞： Principia, centrifugal force, centripetal force, Huygens, Hooke
DOI URL： http://doi.org/10.6345/NTNU201900166
論文種類： 學術論文
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    • 牛頓第二運動定律的發展並非一蹴可幾，它需要無數科學家的智慧累積。

    文章主要分成三大部分：第一部是惠更斯首次提出離心力的概念，並且將離心力數學化，提供牛頓正確量化結果，成為力學的先驅者。第二部是牛頓受虎克影響，將地表的蘋果落地與天體的月球運行以向心力的概念貫穿合一，並且在《論運動》證明出向心力等價於面積定律。第三部是運動定律的提出，並且以加速度預測星運行軌跡，在探討蘋果受地球吸引或是兩巨大星體運動必須使用力來解決積分問題。

    《原理》出版後，在混雜的宇宙中建立出井然有序的天體模型，之後的物理學家無不跟隨著運動定律，所有的理論皆必須建立在牛頓的心智創見之上。

    第一章 前言…………………………………………………………1 第二章 機械論對力概念的觀點………………………………………3 第一節 機械論對力的看法──固有力為唯一可被接受的力……3 第二節 笛卡兒的離心趨勢…………………………………………5 第三章 牛頓力學的先驅──惠更斯………………………………6 第一節 惠更斯論離心力……………………………………………6 第二節 離心力與重性之關係──機械論與數學觀的結合 ……12 第四章 是向心而非離心──虎克的提示…………………………23 第一節 地心說後行星運動之探討………………………………23 第二節 向心運動概念的發展……………………………………25 第三節 虎克提出吸引強度的概念………………………………27 第四節 虎克平方反比定律之猜想………………………………35 第五章 向心力的誕生──牛頓在力學上的第一個創見…………39 第一節 十七世紀的衝力概念……………………………………39 第二節 牛頓離心力之探討……………………………………42 第三節 月球試驗離心力之探討…………………………………46 第四節 牛頓向心力的確立………………………………………54 第五節 向心力的數學化…………………………………………59 第六節 向心力與離心力之差別…………………………………73 第六章 運動定律的建立──牛頓在力學上的第二個創見………77 第一節 第一運動定律──慣性定律於1686年提出……………77 第二節 第二運動定律 ……………………………………………83 第三節 力是否為必須？ …………………………………………95 第四節 力是否真正存在？………………………………………105 第七章 牛頓力學對古典物理的貢獻及在教學上的啟示………106 第八章 結論…………………………………………………………108 參考資料……………………………………………………………112 附錄…………………………………………………………………115 一、1679至1680年間虎克與牛頓之間書信 ……………………115 二、惠更斯離心力命題補充………………………………………126 三、惠更斯離心力命題原文………………………………………134 四、《自然哲學與數學原理》命題證明…………………………137

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