1. Basandosi sulla conoscenza esistente:
* Leggi di Kepler: Newton aveva familiarità con le leggi sul movimento planetario di Johannes Kepler, derivate dalle osservazioni dettagliate di Tycho Brahe. Queste leggi affermavano:
* I pianeti si muovono in orbite ellittiche con il sole a un focus.
* La velocità di un pianeta varia, muovendosi più velocemente quando è più vicino al sole.
* Il quadrato del periodo orbitale di un pianeta è proporzionale al cubo della sua distanza media dal sole.
* Osservazioni di Galileo: Le osservazioni di Galileo con il suo telescopio hanno sostenuto il modello eliocentrico (centrato sul sole) e hanno rivelato fasi di Venere, dimostrando che orbita orbite sul sole, non sulla terra.
2. Osservando la luna e gli oggetti che cadono:
* Gravità universale: Newton osservò la caduta di oggetti sulla Terra e teorizzò che questa stessa forza, la gravità, si estendeva oltre la Terra, raggiunse la luna e tenendola in orbita. Si rese conto che la luna stava costantemente cadendo verso la Terra, ma a causa del suo movimento laterale, non colpisce mai la superficie.
* Il mito di Apple: La famosa "mela che cade da un albero" potrebbe essere apocrifa, ma illustra la propria intuizione chiave di Newton:la stessa forza che agisce su una mela sulla terra governa anche il movimento dei corpi celesti.
3. Formulazione matematica:
* Leggi del movimento: Newton ha formulato le sue tre leggi del movimento:
* Inertia: Un oggetto a riposo rimane a riposo e un oggetto in moto rimane in movimento a una velocità e direzione costanti, se non agendo da una forza sbilanciata.
* f =Ma: L'accelerazione di un oggetto è direttamente proporzionale alla forza applicata e inversamente proporzionale alla sua massa.
* Action-Reaction: Per ogni azione, esiste una reazione uguale e opposta.
* Legge della gravitazione universale: Newton ha espresso matematicamente la forza di gravità:ogni particella nell'universo attira ogni altra particella con una forza proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale alla piazza della distanza tra i loro centri.
4. Combinando osservazioni e matematica:
* Spiegare il movimento planetario: Combinando le sue leggi sul movimento e la gravitazione universale, Newton potrebbe spiegare le orbite ellittiche osservate dei pianeti. Ha mostrato come la gravità del sole agisce sui pianeti, facendoli muoversi in un percorso curvo, piuttosto che una linea retta.
* Potere predittivo: La teoria di Newton non solo spiegava i movimenti osservati dei pianeti, ma prevedeva anche accuratamente i movimenti delle comete e di altri oggetti celesti.
In sintesi, La comprensione di Newton sul movimento planetario non è venuta dal solo guardare i pianeti, ma da una sintesi di osservazioni, teorie esistenti e le sue brillanti formulazioni matematiche. Si rese conto che la stessa forza che fa cadere una mela a terra è anche responsabile dei pianeti in orbita al sole, cambiando fondamentalmente la nostra comprensione dell'universo.
