Sir Isaac Newton s-a nascut in Lincolnshire, Anglia, in anul 1642. Acesta a mers la Colegiul Trinity din Cambridge, pentru a-si continua studiile si a sfarsit prin a deveni unul din principalii ganditori analitici din vremea lui. Astazi, desi Newton este cel mai faimos pentru legile miscarii, el a fost primul care a inteles relatia dintre lumina alba si spectrul de frecvente si care a dezvoltat un domeniu important al matematicii, inclusiv calculul integral si diferential, si seriile infinite. Acesta a studiat intens teologia.
Exista o poveste foarte populara conform careia, intr-o zi, Newton se afla sub un mar si la un moment dat i-a cazut un mar in cap, facandu-l sa se gandeasca brusc la legea universala a gravitatiei. Desi povestea nu este adevarata, exista cateva elemente de adevar in aceasta. Mai devreme, Newton dezvoltase cele trei legi ale miscarii. Prima sustinea ca fiecare obiect aflat intr-o stare de miscare uniforma tinde sa ramana in acea stare de miscare, cu exceptia cazului in care se aplica o forta exterioara. Aceasta este in esenta o reafirmare a ideii lui Galileo despre inertie. Prin urmare, in mod simplist, acest lucru inseamna ca, in afara cazului in care o piatra este mutata (prin aplicarea fortei), aceasta va ramane in acelasi loc. Deasemenea, odata ce un obiect a fost pus in miscare, acesta va ramane in miscare, cu exceptia cazului in care asupra lui actioneaza alte forte. In cazul pietrei, de exemplu, unele dintre aceste forte includ gravitatia si frecarea, astfel incat, piatra se opreste din miscare la un moment dat.
Legea a doua si legea a treia
Cea de-a doua lege a miscarii extinde prima lege si permite calculele cantitative. Cand un obiect se afla intr-o stare de miscare uniforma, toate fortele care actioneaza asupra lui sunt echilibrate. Schimbarea in echilibru creata atunci cand impingi sau arunci piatra determina accelerarea obiectului pana cand fortele care actioneaza asupra sa isi recapata echilibrul, iar obiectul revine la o stare de miscare uniforma. Legea a doua a lui Newton sustine ca exista o relatie intre masa unui obiect, acceleratia sa si forta aplicata, unde acceleratia si forta sunt vectori, iar directia vectorului forta este aceeasi cu directia vectorului acceleratie. Cu alte cuvinte, forta aplicata pietrei accelereaza piatra in aceeasi directie ca forta.
Folosind acelasi exemplu cu piatra, daca am arunca doua pietre cu forta egala, si una dintre pietre ar fi de doua ori mai grea decat cealalta, acea piatra nu ar ajunge la fel de departe ca piatra mai usoara. Atunci cand fortele sunt egale, acceleratia este invers proportionala cu masa obiectului. Cea de-a treia lege a lui Newton este legata de primele doua. Aceasta pur si simplu sustine ca pentru fiecare actiune, exista o reactie egala si opusa. Ganditi-va la o racheta. Combustibilul se aprinde, impingand gazele in jos cu o viteza extraordinara, iar racheta se misca in sus (accelereaza), in relatie directa cu gazele care sunt expulzate. Aceasta este reactia egala si opusa. Daca forta este indeajuns de mare, racheta va accelera pana la punctul in care se ajunge la viteza de evadare, ceea ce inseamna ca aceasta va parasi atmosfera terestra. Racheta va depasi fortele gravitatiei si frecarii.
Legea gravitatiei universale
Cum se leaga aceste lucruri de faimosul mar? Newton a vazut cum a cazut marul din copac. Acesta fusese intr-o stare de repaus (sau intr-o stare de miscare uniforma), agatat de o ramura. Dintr-o data, marul a cazut. Conform celei de-a doua legi a miscarii, trebuie sa fi existat o forta care sa fi actionat asupra marului pentru a-l accelera, intrucat acesta a parasit starea de repaus si s-a deplasat spre sol. Exista oare o forta de tensiune care il tinea pe loc? Acea forta a fost gravitatia, care a depasit forta de tensiune a tulpinii marului, pe masura ce tulpina s-a subtiat si a devenit mai slaba. Greutatea marului, care stim ca este forta de gravitatie, a facut ca acesta sa cada din copac. Newton a observat de asemenea ca existau mere in copac si pe jos, unele mai sus decat altele, si ca toate vor cadea in cele din urma.
Geniul lui Newton a intrat in scena si acesta si-a dat seama ca gravitatia ar putea ajunge cel putin pana la Luna. Prin urmare, orbita Lunii ar putea fi cauzata de atractia gravitationala a Pamantului, precum si de forta gravitationala a celorlalte corpuri sau obiecte din univers. Dupa ce s-a gandit mai mult la natura eliptica a orbitei, Newton a inceput sa formuleze legea gravitatiei universale. Aceasta lege sustine ca fiecare obiect din univers atrage orice alt obiect cu o forta indreptata de-a lungul liniei centrelor celor doua obiecte, care este proportionala cu produsul maselor lor si invers proportionala cu patratul distantei dintre cele doua obiecte. Constanta de proportionalitate este cunoscuta drept constanta gravitationala universala si se crede ca este aceeasi in orice loc si in orice moment.
In termeni simpli, Newton si-a dat seama ca, in sistemul nostru solar, soarele nu este stationar, ci are o orbita proprie in jurul centrului comun de masa al intregului sistem. Totul era legat prin intermediul gravitatiei, iar pozitia unui obiect era determinata de pozitia tuturor celorlalte obiecte si orice obiect avea efect asupra celorlalte. Newton ramane in istorie drept unul din cei mai faimosi fizicieni si ganditori.
