דברים שלא ידעתם עליי- אייזיק ניוטון

שלום, כאן אייזיק ניוטון רציתי לספר לכם כמה דברים שלא ידעתם עליי

הייתי אדם דתי, השקעתי  זמן רב (בסתר) בחקר כתבי הקודש למשל ציטוט מאחד כתבי:"הכבידה מסבירה את תנועת כוכבי הלכת, אבל היא לא יכולה להסביר מי הניח אותם בתנועה. אלוהים מושל בכל הדברים ויודע על כל מה שקורה או מה יכול להיעשות" אמונתי היא זו שהניעה אותי לחקור את חוקי הטבע במטרה להבין מעט מחוכמות של האל.
בכתבי רשמתי יותר מילים בנושאי דת מאשר באלכימיה ומתמטיקה, או פיזיקה ואסטרונומיה בנוסף לכך פירסמתי פרשנות לספר דניאל.
כאדם דתי האמנתי שבמבנים קדומים יש סודות קדושים וקדומים.
 במשך יותר מ 50 שנה העמקתי בלימוד המבנה של מקדשים רבים במיוחד העמקתי במבנה של מקדש שלמה,          
בספר מלכים א' מוצגים תיאורים מפורטים של המקדש ואותם תרגמתי בעצמי מעברית.

תרשים בית המקדש על פי אייזיק ניוטון

תיאורי כוללים פירוט נרחב של התכנית לבנייה: ממידות המבנים ועד מספר המדרגות במעברים השונים.
בנוסף לכך פירטתי בכתבי את השגרה במשכן ואיך יעברו עולי הרגל במסלולים גם התעניינתי בגיאומטריה המקודשת שבאה לידי ביטוי במקדש שלמה בספירלות חיתוך הזהב ומגוון של מבנים הרמוניים נוספים. לשם כך נדרשתי בפירוט עד הדברים הקטנים ביותר של המבנה הקדוש.
בכתבי רשמתי יותר מילים בנושאי דת מאשר באלכימיה ומתמטיקה, או פיזיקה ואסטרונומיה בנוסף לכך פירסמתי פרשנות לספר דניאל.
הגעתי לסקנה כי סוף העולם או האפוקליפסה תגיע בשנת 2060 בשנה זו יגיע יומם של "גן עדן חדש ועולם חדש", שבהם "ירושלים החדשה תעלה על האדמה ככלה מוכנה לבעלה, ואלוהים ימחק את הדמעות מעיני האנשים".
בנוסף לכך הייתי מגמגם והייתי שמאלי.

חוק 2 ו3 של ניוטון

החוק השני של ניוטון- חוק התאוצה
"הכוח המופעל על הגוף הוא מכפלת מסת הגוף בתאוצה שלו"
על פי החוק הראשון גופים ימשיכו את תנועתם, בכל מהירות שהיא, ללא סיוע של גורם חיצוני. כיצד עשוי,להשפיע גורם חיצוני? גורם כזה יביא לשינויים במהירות - בגודלה, בכיווּנה, או בשתי הדרכים כאחת. השפעה גדולה יותר תתבטא בקצב שינוי גדול יותר של המהירות - כלומר: בתאוצה גדולה יותר.
עוצמת ההשפעה החיצונית, המביאה לתאוצה, היא תכונה פיזיקלית  ניתנת למדידה. תכונה זו מכונּה כוח. על הגוף עשוּיים לפעול כוחות שונים, המופעלים על ידי גורמים חיצוניים שונים. סך כל הכוחות החיצוניים – סכום הכוחות שלהם - יקבע את התנהגות הגוף. לעיתים קוראים לכוח זה בשם הכוח השקול .
התאוצה של גוף מסויים נמצאת לעולם ביחס ישר לסכום הכוחות הפועלים עליו. אין זה משנה כיצד מופעל כוח זה - האם מדובר בכוח יחיד או בצירוף של כוחות רבים. אין זה משנה מהו אופיו של הכוח - חשמלי, מגנטי, חיכוך וכדומה - הכל שקולים לפני ניוטון.
גופים שונים נענים לכוח באופן שונה. יש גופים שנענים בקלות רבה - עבורם כוח קטן גורם לתאוצה גדולה.
יש גופים שמצריכים הפעלת כוח רב כדי לקבל תאוצה קטנה.
היחס בין הכוח לתאוצה, שכאמור הוא אופייני לכל גוף, מכונה מסה.
ככל שגוף מסיבי יותר הוא נענה פחות להשפעתו של כוח.

החוק השלישי של ניוטון- חוק הפעולה והתגובה

הכח אותו מפעיל גוף אחד על הגוף השני שווה והפוך בכוונו לכוח שמפעיל הגוף השני על הגוף הראשון.

חוק זה קובע כי גוף המפעיל כוח כלשהו על גוף אחד, הגוף השני מפעיל על הגוף הראשון כוח השווה בעצמתו אך מנוגד בכיוונו.
הפעולה והתגובה הם שני כוחות שווים ומנוגדים הפועלים על שני גופים שונים, לכן אין הם יכולים לבטל זה את זה למרות שסכומם הווקטורי הוא אפס. יש לשים לב כי שני כוחות שווים ומנוגדים הפועלים על אותו הגוף לעולם אינם זוג פעולה ותגובה.

לדוגמא: אם אני לוחץ על הרצפה בכח משקלי - הרצפה לוחצת עלי בכוח נגדי שווה בגודלו. התוצאה המפתיעה יותר של החוק היא שאם אני מפעיל כוח על עגלה המתחילה לנוע היא מפעילה עלי כוח נגדי.

חוק 1 וחוק הכבידה של ניוטון

היי, כאן ניוטון היום אדבר אתכם על החוק הראשון שלי וחוק הכבידה.
ניסחתי את חוקי התנועה הנקראים על שמי: "חוקי ניוטון" בכך יצרתי את התאוריה אשר במסגרתה פעלו פיזקאים במשך
מאתיים שנה, ורבים ממשיכים לפעול במסגרתה עד היום.
בעזרת שלשת חוקי התנועה וחוק הכבידה האונברסלי יכולתי  להסביר את כל ההתנהגויות המוכרות של הכוכבים, והתנהגויות רבות על גבי כדור הארץ.

החוק הראשון- חוק ההתמדה

החוק טוען שכל גוף נוטה להישאר במצב שבו הוא נמצא עם נימצא במנוחה ישאף להישאר במנוחה או עם יהיה בתנועה ישאף לשמור על המהירות כלומר ימשיך במהירותו בקו ישר כל עוד לא פועל עליו כח נגדי המנוגד לתנועתו.
"גוף הנע על משטח אופקי ללא הפרעה חיצונית ימשיך לנוע באותו כיוון ובמהירות קבועה."

דוגמא: מחליק על הקרח הנע במהירות של 5 מטר לשניה, המחליק ימשיך במהירות זו כל עוד שום דבר אינו עוצר אותו, (כאשר יגיע לקיר בקצה המשטח הוא בוודאי יעצר).
בדוגמא זו פועלים על המחליק שני כוחות:
כח הכובד - הכח אשר מפעילה מסת האדם.
  כח נורמאלי - הכח אשר מפעיל משטח ההחלקה על האדם.
כוחות אלה מבטלים זה את זה כך שסכומם אפס.

כוח הכבידה
על פי חוק הכבידה האוניברסלי שניסח ניוטון, כל חלקיק של חומר ביקום מושך אליו כל חלקיק אחר. כוח המשיכה תלוי במרחק בין הגופים ובמסה שלהם. בשל כוח המשיכה של כדור הארץ אנו מהלכים על הקרקע, ולא מרחפים באוויר. כוח המשיכה של השמש הוא המחזיק את כוכבי הלכת במסלוליהם סביבה. היות וכוח המשיכה פועל על כל גוף באשר הוא, ייפלו שני הכדורים באותו זמן לארץ ללא תלות במסתם. כוח המשיכה הוא כוח בסיסי, שאנחנו לא שואלים מדוע הוא קיים, אלא מקבלים זאת כעובדת קיום.

לדוגמא:
הכח הגורם לתפוח ליפול על כדור הארץ הוא זה שגורם לירח להתקרב לעבר כדור הארץ, וכך הוא נע סביבו במעגל ולא בורח ממנו.

דוגמאות לניסיון לגבירה על כוח הכובד:

הרמת משקולות היא הניסיון הנפוץ ביותר לגבור על כוח הכובד.
בלון עם הליום מצליח לברוח מכוח המשיכה, מפני שהוא קל מאוד.

ניוטון הצליח להסביר מדוע נעים כוכבי הלכת במסלול אליפטי סביב השמש ולא במסלול מעגלי בעזרת כח הכבידה.
הוא פרסם חלק מהתוצאות אליהן הגיע בחיבורו "De Motu Corporum" שפורסם ב-1684 והיה היסוד לספרו "עקרונות
מתמטיים של פילוסופיית הטבע".

ניוטון והתפוח

"רעיון הכבידה הגיע למוחו של ניוטון כאשר תפוח נפל מן העץ ארצה, והוא נפל למצב רוח מהורהר. מדוע התפוח נופל תמיד במאונך לקרקע, חשב הוא לעצמו. למה הוא לא הולך הצדה או למעלה, אלא בקביעות למרכז כדור הארץ"
אגדה מספרת שתפוח נפל על ארצה או אפילו על ראשו של ניוטון וכך התחיל להרהר על כח הכבידה.

מצורף סרטון אנימציה נחמד ומצחיק שמראה על ניוטון והתפוח ותחילת הבנת כח הכבידה.

תחילת מחקר

כפי שזכור לכם מהפוסט הקודם כאשר חזרתי הביתה בגלל המגפה התחלתי בניסויים קטנים וחישובים,
המצאתי את הבסיס לחשבון הדיפרנציאלי והאינטגרלי (שיטות מתמטיות הנהוגות בשימוש עד היום שמטרתן חישוב נפחים ושטחים ומציאת ערכים של נקודות במרחב) אך, פעם אמצעי התקשורת בינינו המדענים הייתה מוגבלת מאוד ורק אנשים עם קשרים היו מקבלים הוכרה על תגליותיהם כמו שלמשל תגליותי בתחום הזה התפרסמו רק ב1736 שנים רבות לאחר שגיליתי אותן ובינתיים מתמטיקאי גרמני גילה את אותם העקרונות והוא זכה להכרה.
בשנת 1667 התחלתי את לימודי לתואר השני עבודת הגמר שלי התקבלה בהתלהבות וכשעוד לא הייתי בן 25 כבר הפכתי למרצה, שנתיים אחר כך הפכתי לפרופסור בכיר.
מחקרי הראשון כפרופסור היה בתחום האופטיקה-
 פעם האמינו שהצבע הלבן הוא אחד מצבעי היסוד בטבע בעזרת מנסרה גילית שאת הצבע הלבן ניתן לפרק לצבעים אחרים והוא בעצם שילוב של כל הצבעים האלו ביחד.

הטלסקופ הניוטוני

מכך הסקתי שכל טלסקופ המבוסס על שבירה של אור יסבול מנפיצה של האור הלבן לצבעים שונים ואף המצאתי טלסקופ מחזיר אור (שנקרא גם טלסקופ ניוטוני על שמי) כדי לפתור את הבעיה.
עצם התעניינותי הרבה בנושא זה רשמתי חיבור קטן על רעיונותי אשר נהיה אחר כך לספר השני שלי באופטיקה.
על ניסויי עם כוח הכבידה וניסויים אחרים ארחיב בפוסטים הבאים.

ילדות ונעורים

שלום זה אייזיק ניוטון אתם בודאי שמעתם עלי.
אני רוצה לספר לכם על ילדותי.

נולדתי ב 4 בינואר 1643 באחוזת וולסתורפ בכפר קטן באנגליה, נולדתי כמה חודשים לאחר שאבי נפטר (שהיה חקלאי אנלפאבית),  כשהייתי בן 3 אימי נישאה מחדש לכומר סמית' תמיד שנאתי אותו ונטרתי טינה לאימי על נישואים אלו, בגיל מאוחר יותר רשמתי לעצמי הערה ביומן:"איום על אימי ואבי סמית לשרוף אותם ואת הבית יחד איתם" אימי עברה לגור עם הכומר סמית' ואת רוב הזמן ביליתי אצל סבי וסבתי למרות שמשפחתי הייתה עשירה הם לא היו חכמים במיוחד ולא ידעו לרשום את השם שלהם.

בגיל 11 שלחו אותי לבית הספר בפעם הראשונה לא הייתי תלמיד בולט והמורים התלוננו לאימי שאני עצלן ולא מקשיב בשיעורים היה לי קשה ליצור קשרים על הילדים האחרים אבל פעם אחת ניצחתי בתחרות קפיצות על ידי חישוב מהירות הרוח ומאז אהבתי את נושא המדע בגיל 16 בערך אימי התאלמנה בפעם השנייה ולאור ההישגים שלי בבית הספר היא החליטה להפוך אותי לחוואי או אחראי נכסי משפחה, לא הייתי שמח מעבודה זאת ולא הייתי טוב בה כל כך לכן דודי או מנהל בית הספר שכנעו את אימי  לשלוח אותי בחזרה לבית הספר ולתת לי הזדמנות שנייה.

 התגוררתי בבית של המנהל, פעם הלימודים היו מורכבים ממתמטיקה בסיסית בלבד ולמזלי המנהל העביר לי שיעורים פרטיים במתמטיקה ובגיל 18 סיימתי את הלימודים בהצטיינות.

ביוני 1661 כשהייתי בן 18 וקצת התחלתי ללמוד באוניברסיטה בגלל שאימי לא יכלה לשלם את שכר הלימוד הייתי צריך לשרת את "חברי" העשירים בתמורה לתשלום בשביל שכר הלימוד.

באוניברסיטה שמעתי על הפילוספיה של אריסטו,  לרעיונות של דקארט ( פילוסוף ומתמטיקאי) ועל הרעיונות של קופרניקוס גלילאו וקפלר.

ללמידת המתמטיקה הגעתי במקרה במהלך יריד באוניברסיטה קניתי ספר על אסטרולוגיה וכשהתחלתי לקרוא בו לא הבנתי את החישובים המתמטיקאים והתחלתי ללמוד עוד ועוד על המתמטיקה ולקרוא עוד ספרים על מתמטיקה וידעתי את כל התאוריות החדשות שהיו בזמני.

בשנת 1665 קצת אחרי שסיימתי את לימודי נסגרה האוניברסיטה בגלל מגפת הדבר.

במשך שנתיים הייתי  בביתי באחוזת וולסתורפ בשנתיים האלו התחלתי לערוך את הניסויים הראשונים שלי באופטיקה, להרהר בכוח הכבידה והתחלתי לפתח את התורה המתמטית.  

הנה סרטון המספר  את ילדותי נעורי ואוניברסיטה עד 5:30 .

בסרטון אין כתוביות בעיברית והשפה היא אנגלית אך אפשר לעשות כתוביות באנגלית (רק באתר של יוטיוב) על ידי לחיצה על הכפתור השישי מימין (ליד איפה שעושים מסך גדול )

אם הסרטון לא עובד אפשר להיכנס לקישור הזה ביוטיוב http://www.youtube.com/watch?v=TpeHIavPKx4