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천문학

아이작 뉴턴은 잉글랜드의 수학자, 물리학자이다

by 섬달구지 2020. 12. 28.

오늘의 이야기는 아이작 뉴턴에 대하여 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.
아이작 뉴턴은 (1643년1월4일~1727년 3월31일) 잉글랜드의 수학자, 물리학자이다
뉴턴은 역학에 대해서 인류 역사상 가장 영향력 있는 사람으로 알려졌다. 
1687년 발간된 자연철학의 수학적 원리의 고전역학과 만유인력의 법칙을 바탕으로 제시하고 과학분야에서 가장 영향력 있는 저서중에 하나로 꼽힌다. 저서에 쓰여진 내용 즉 뉴턴은 다음 3세기 동안 우주의 과학적 관점에서 절대적이었던 만유인력과 뉴턴 운동 법칙에 대하여 저술을 하였다. 뉴턴은 케플러의 행성운동법칙과 그의 중력 이론 사이의 지속성을 증명하는 과정과 방법 뉴턴의 이론이 어떻게 지구와 천체 위의 물체들의 운동을 증명하고 있는지를 보여주고 태양중심설에 대한 궁금증에 관한것을 제거하고 과학 혁명을 발달시켰다.


뉴턴은 처음에는 실용적인 반사 망원경을 제작하게 되었고 두번째로는 프리즘을 고안하게 되었다. 프리즘은 흰 빛을 가시 광선으로부터 분리시키는 스펙트럼을 관찰하여 나온 결과를 바탕을 이용하여 빛에 대한 이론도 발달시켰다. 세번째로는 뉴턴의 냉각 법칙을 발명하고 음속에 대해서 연구를 하였고 이로인하여 뉴턴 유체의 개념을 착안 하게 되었다.뉴턴의 수학적 업적으로는 라이프니츠와 함께 미적분학에 대한 내용을 기여 하였으며 일반화된 이항정리를 증명하고였다. 뉴턴의 방법이라 칭하는 미분 가능한 연속 함수 f에 대해 방정식 {\displaystyle f(x)=0}{\displaystyle f(x)=0}을 미분계수와 접선을 반복해서 구할수있는 근에 근접하게 하는 방법을 발명하였으며 거듭제곱 급수에 대한것을 많이 기여하게 되었다.갈릴레이가에 의하여 자연현상이 수학적으로 표현이 되었다는점을 알게해 주었고 뉴턴은 "자연철학의 수학적 원리"라는 역학에 대한것을 저서로 출판되기도 하였다. 이는 물리학의 시작이라고 할 수 있었고 이로인해 차후로 모든 물리학 이론에서 수학적 모델링이 필수적으로 요구되고 있다. 이러한 결과들을 바탕으로 17세기에 과학적 방법이 등장하고 과학이 시작되는데 크게 기여하게 되었다.17세기 말경 뉴턴은 물체에 전해지는 힘이 속도가 아니라 가속도를 규칙적인 비율로 증가시킨다는것이 증명하였다.
다음으로 뉴턴의 업적 미적분학,뉴턴 물체의 운동에관한 3법칙,중력의 발견,백색광을 분리시키는 프리즘 대한 내용입니다.


미적분학에 기여 적분은 고대에 무한대, 무한소, 극한을 생각하고 원의 넓이 구의 부피를 계산하여 구분하는 구적법으로 알려져 있으며 대표적으로 카르타고의 수학자 아르키메데스의 저작이 있다. 14세기 인도의 수학자에 의해 삼각함수의 테일러 급수가 완전한 형태로 등장하고 함수의 미분이 등장하게 되었고 프랑스의 수학자 피에르 드 페르마는 무한소를 다루고 함수를 미분하여 극대와 극소를 구하는 방법을 활용하게 되었다 뉴턴은 미적분학을 더욱 발전시키는 과정에서 많이 겹치는 경우가 많았으며 함수의 근을 구할 때 미분을 해서 접선을 반복하고 근에 수렴하게 하는 방법인 Newton's method 방법을 만들게 되었다
뉴턴 물체의 운동에관한 3법칙을 알아보겠습니다. 물리학에 있어서 물체의 운동에 관하여 역학적 기본 법칙임을알수있고 일반적으로 고전역학에서는  뉴턴의 기초운동 3가지 법칙을 말하는데 제1법칙은 관성의 법칙이고 제2법칙은 가속도의 법칙이며 제3법칙은 작용 반작용의 법칙입니다.


물체에 힘을 작용하게되면 그 물체에 점점빨라지는 가속도가 붙게 되어있다. 이 점점빨라지는   가속도의 크기는 "가속도에 작용하는 힘의 크기에 비례"하고 힘이작용되는 물체의 질량에 반비례한다. 어느 물체에 작용하는 힘에는 그와 크기가 같고, 방향이 반대인 힘인 "반작용"이 작용하며 이것을 작용과반작용의 법칙이라고 한다.
다음은 중력에 대하여 알아보겠습니다. 중력은 뉴턴의 과학적 발견을 완벽하고 중력의 힘을 수학적 물리로 확인된 것이고 중력의 역으로 작용하는 제곱법칙을 밝혀낸 것이다. 이것이 세상에 널리 알려지게 되었다. 중력의 역제곱법칙을 말하자면 두 물체사이의에서 중력과 인력은 힘을 두 물체 사이의 거리의 제곱으로 나눈 값에 따라 다르다는 결과가 나오게 된다.뉴턴의 범칙중 사과가 떨어지는 힘이 달을 계속 그 접선 방향으로부터 지구를 향해 떨어지도록 하는것이 적확하다는 결과가 나오데 된것이다.  

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