牛頓大炮 - 維基百科，自由的百科全書

牛頓大炮（英語：Newton's cannonball）是物理學家艾薩克·牛頓闡述的一個思想實驗。牛頓用這個實驗來假設引力具有普適性，並且是行星運動的重要動力來源。這個實驗出現在牛頓的著作《自然哲學的數學原理》中。^[1]

思想實驗

這個實驗來自《自然哲學的數學原理》第三卷「論宇宙的系統」（英語：On the system of the world）中的第5到8頁^[1]，牛頓設想有一門加農炮架在一座非常高的山的山頂上。如果在沒有任何引力和空氣阻力條件下，炮彈應該沿着發射的方向以一條直線的軌跡遠離地球。如果有一個吸引力存在的話，炮彈會沿着一條不同的軌道運動，軌道的形狀取決於炮彈的初始速度。如果速度低的話，炮彈就會直接掉在地球上。如（A）和（B）運行軌跡的初始水平速度分別在0到7000米/秒之間。

如果速度達到了所在海拔的第一宇宙速度，炮彈將會沿着一個固定的環形軌道環繞地球，就像月球一樣。如（C）軌跡的初始水平速度是7300米/秒。

如果速度大於軌道速度，但小於第二宇宙速度的話，炮彈會沿着一個橢圓軌道環繞地球。如（D）軌跡的初始水平速度在7300米/秒到10000米/秒之間。

如果速度非常快，炮彈將會沿着一個拋物線（當速度恰好為第二宇宙速度）或者雙曲線（當速度大於第二宇宙速度）軌道逃離地球。如（E）軌道的初始水平速度約大於10000米/秒。

其他出現的場景

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航行者金唱片中收錄了一張拍攝《自然哲學的數學原理》（第3卷，第6頁）牛頓大炮插圖的照片。^[2]^[3]

參考文獻

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^ ^1.0 ^1.1 Newton, Sir Isaac. A Treatise of the System of the World. London: F. Fayram. 1728 [2 June 2014]. （原始內容存檔於2019-07-26）.
^ Sagan, Carl et al. (1978) Murmurs of Earth: The Voyager Interstellar Record. New York: Random House. ISBN 0-394-41047-5 (hardcover), ISBN 0-345-28396-1 (paperback)
^ 111 : page of book (Newton, System of the World) (jpg). [2015-12-01]. （原始內容存檔於2014-07-28）（英語）.

外部連結

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閱論編經典力學
表述形式	向量力學分析力學（拉格朗日力學哈密頓力學）
基礎概念	空間時間速度加速度質量引力力矩參考系力力偶衝量動量剛體角動量慣性轉動慣量能量動能位能虛功作用量拉格朗日量哈密頓量功
重要理論	牛頓運動定律胡克定律牛頓萬有引力定律簡諧運動達朗貝爾原理歐拉方程式哈密頓原理拉格朗日方程式最小作用量原理
應用	簡單機械斜面槓桿滑輪螺旋楔子輪軸
科學史	發展史開普勒牛頓歐拉達朗貝爾哈密頓赫茲拉格朗日拉普拉斯伽利略雅可比諾特
分支	靜力學動力學運動學工程力學天體力學連續介質力學統計力學

閱論編艾薩克·牛頓爵士
科學著作	《流數法》（1671）《物體在軌道中之運動（英語：De motu corporum in gyrum）》（1684）《自然哲學的數學原理》（1687）《光學（英語：Opticks）》（1704）《The Queries（英語：The Queries）》（1704）《廣義算術（英語：Arithmetica Universalis）》（1707）《用無窮級數做數學分析（英語：De analysi per aequationes numero terminorum infinitas）》（1711）
其它著作	《若干哲學問題（英語：Quaestiones quaedam philosophicae）》（1661–1665）《站在巨人的肩膀上（英語：standing on the shoulders of giants）》（1675）《Notes on the Jewish Temple（英語：Notes on the Jewish Temple）》（約1680）《總釋（英語：General Scholium）》（1713；《不作假設（英語：hypotheses non fingo）》）《古王國年表，修訂（英語：The Chronology of Ancient Kingdoms Amended）》（1728）《兩處著名聖經訛誤的歷史變遷（英語：An Historical Account of Two Notable Corruptions of Scripture）》（1754）
貢獻	微積分學流數衝擊深度慣性牛頓色環（英語：Newton disc）牛頓多邊形（英語：Newton polygon）牛頓–奧昆科夫體（英語：Newton–Okounkov body）牛頓反射望遠鏡（英語：Newton's reflector）牛頓望遠鏡牛頓溫標牛頓合金（英語：Newton's metal）光學頻譜結構色
牛頓主義（英語：Newtonianism）	水桶實驗（英語：Bucket argument）牛頓不等式冷卻定律萬有引力定律後牛頓力學近似方法後牛頓形式論萬有引力常數牛頓–嘉當理論（英語：Newton–Cartan theory）薛定諤-牛頓方程牛頓運動定律第一定律第二定律第三定律開普勒定律牛頓動力學（英語：Newtonian dynamics）應用於最優化的牛頓法阿波羅尼斯問題截斷牛頓法（英語：truncated Newton method）高斯牛頓算法（英語：Gauss–Newton algorithm）牛頓環牛頓橢圓定理（英語：Newton's theorem about ovals）牛頓-必比士問題牛頓位（英語：Newtonian potential）牛頓流體經典力學光的微粒理論牛頓與萊布尼茨的微積分學論戰（英語：Leibniz–Newton calculus controversy）牛頓記法（英語：Newton's notation）旋轉球體（英語：Rotating spheres）牛頓大炮牛頓-寇次公式牛頓法廣義高斯-牛頓法（英語：generalized Gauss–Newton method）牛頓分形牛頓恆等式牛頓多項式牛頓旋轉軌道定理牛頓-歐拉方程式（英語：Newton–Euler equations）牛頓數吻球數問題（英語：Kissing number）牛頓商（英語：Difference quotient）力的平行四邊形（英語：Parallelogram of force）牛頓-皮瑟理論（英語：Puiseux series）絕對時空以太牛頓級數列表（英語：Table of Newtonian series）功率數
個人	伍爾索普莊園（出生地） Cranbury Park（英語：Cranbury Park）（成長地）早年生活（英語：Early life of Isaac Newton）晚年生活（英語：Later life of Isaac Newton）蘋果樹（英語：Isaac Newton's apple tree）宗教思想（英語：Religious views of Isaac Newton）神秘學研究（英語：Isaac Newton's occult studies）科學革命哥白尼革命
人際關係	凱瑟琳·巴頓（英語：Catherine Barton）（侄女）約翰·孔杜伊特（英語：John Conduitt）（姪女婿）艾薩克·巴羅（指導教授）威廉·克拉克（英語：William Clarke (apothecary)）（指導者） Benjamin Pulleyn（英語：Benjamin Pulleyn）（導師）約翰·基爾（英語：John Keill）（徒弟）威廉・斯圖凱利（英語：William Stukeley）（好友）威廉·瓊斯（好友）亞伯拉罕·狄默夫（好友）羅拔·虎克（仇敵）
描繪（英語：Isaac Newton in popular culture）	《牛頓》（單版畫）《牛頓（英語：Newton (Paolozzi)）》（雕塑）《艾薩克·牛頓雨漏（英語：Isaac Newton Gargoyle）》《天文學家紀念碑（英語：Astronomers Monument）》
相關（英語：List of things named after Isaac Newton）	牛頓 (單位) 牛頓擺艾薩克·牛頓研究所（英語：Isaac Newton Institute）艾薩克·牛頓獎章艾薩克·牛頓望遠鏡艾薩克·牛頓望遠鏡組（英語：Isaac Newton Group of Telescopes） XMM-牛頓衛星施密特-牛頓望遠鏡艾薩克·牛頓爵士大學預科學校（英語：Sir Isaac Newton Sixth Form）艾薩克·牛頓斯塔塔爾高等教育學院（英語：Statal Institute of Higher Education Isaac Newton）牛頓國際獎學金（英語：Newton International Fellowship）
分類	艾薩克·牛頓

閱論編經典力學
表述形式	向量力學分析力學（拉格朗日力學哈密頓力學）
基礎概念	空間時間速度加速度質量引力力矩參考系力力偶衝量動量剛體角動量慣性轉動慣量能量動能位能虛功作用量拉格朗日量哈密頓量功
重要理論	牛頓運動定律胡克定律牛頓萬有引力定律簡諧運動達朗貝爾原理歐拉方程式哈密頓原理拉格朗日方程式最小作用量原理
應用	簡單機械斜面槓桿滑輪螺旋楔子輪軸
科學史	發展史開普勒牛頓歐拉達朗貝爾哈密頓赫茲拉格朗日拉普拉斯伽利略雅可比諾特
分支	靜力學動力學運動學工程力學天體力學連續介質力學統計力學

思想實驗

其他出現的場景

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參考文獻

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