- 自然哲学的数学原理(汉译世界学术名著丛书)
- 牛顿
- 823字
- 2024-11-04 01:59:39
命题VII 问题II
使一个物体在一圆的圆周上运行,需求趋向任意给定点的向心力的定律。
令圆周为VQPA,S为给定的点,它作为力趋向的中心;物体P在圆周上转动,Q为相邻的,它要运动到的位置;且圆在前一位置P的切线为PRZ。经点S引弦PV,并作圆的直径VA,连结AP;且往SP上落下垂线QT,延长它交切线PR于Z;然后又过点Q引LR,它与SP平行,又交圆于L,切线PZ于R。因三角形ZQR,ZTP,VPA相似,RPquad.,这就是QRL比QTquad.如同AVquad.比PVquad.。因此 等于QTquad.。这些相等的量乘以 ,且当点P和Q重合时用PV代替RL。如上所言, 变为与 相等。所以(由命题VI系理1和系理5)向心力与 成反比;亦即(由于AVquad.给定)与距离或高度SP的平方及弦PV的立方(cubus)的联合成反比。此即所求。
往延长了的切线PR上落下垂线SY;又由相似三角形SYP,VPA;AV比PV如同SP比SY:因此 等于SY,且 等于SYquad.×PV。所以(由命题VI系理3和系理5)向心力与 成反比,这就是,因AV给定,与SYq×PVcub.成反比。此即所求。
系理1 因此,如果给定点S,向心力总趋向它,它位于这个圆的圆周上,比如说在V,则向心力与高度SP的五次方成反比。
系理2 力,由它物体P在圆周APTV上围绕力的中心S运行,比一个力,由它同一个物体P能在同一个圆上以相同的循环时间围绕另外一个任意力的中心R运行,如同RPquad.×SP比直线SG的立方,SG为从第一个力的中心S向轨道的切线PG所引的,并与物体离第二个力的中心的距离平行的直线。因为由这个命题的作图,前一个力比后一个力如同RPq×PTcub.比SPq×PVcub.,亦即,如同SP×RPq比 ,或者(由于相似三角形PSG,TPV)比SGcub.。
系理3 力,由它物体P在任意轨道上围绕力的中心S运行,比一个力,由它同一个物体P能在同一轨道上以相同的循环时间围绕另外一个任意的力的中心R运行,如同物体离第一个力的中心S的距离和它离第二个力的中心P的距离的平方所包含的[立体] SP×RPq比直线SG的立方,它[SG]从第一个力的中心S向轨道的切线PG所引,且平行于物体离力的第二个力的中心的距离RP。因为在这个轨道上任意点P的力与在同曲率的圆上的力是相同的。