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命題XIII 問題VIII

命題XIII 問題VIII

使一個物體在一拋物線的周界上運動;需求趨向這個圖形的焦點的向心力的定律。

圓錐截線》,縱標線Qv的平方等于通徑和直徑的截段Pv之下的矩形,亦即(由引理XIII)矩形4PS×Pv,或4PS×QR;又當點P和Q重合時,Qv比Qx之比(由引理VII系理2)將成為等量之比。所以在這一情形Qxquad.等于4PS×QR。但(由相似三角形QxT,SPN)Qxq比QTq如同PSq比SNq,這就是(由引理XIV系理1)如同PS比SA,亦即,如同4PS×QR比4SA×QR,且由此(由《幾何原本》第V卷命題IX)QTq和4SA×QR相等。對這些等量乘以(SPq)/(QR),則(SPq×QTq)/(QR)等于SPq×4SA:所以(由命題VI系理1和系理5)向心力與SPq×4SA成反比,亦即,由于4SA給定,按照距離SP的二次反比。此即所求

系理1 由以上的三個命題得出,如果任意物體P沿任意直線PR,以任意速度離開位置P,并且同時受到與位置離中心的距離的平方成反比的向心力推動,這個物體在焦點在力的中心的某一圓錐截線上運動;且反之亦然。因給定焦點,切點和切線的位置能畫出一條圓錐截線,它在那個點有給定的曲率。但由給定的向心力和物體的速度,曲率被給定:兩個彼此相切的軌道不可能由相同的向心力和相同的速度畫出。

系理2 如果速度,物體以它離開位置P,使得能在極短的時間小段畫出短線(lineola)PR;同時向心力在同一時間能使這個物體的運動通過空間QR:則這個物體在某一圓錐截線上運動,其主通徑是那個量(QTq)/(QR)當短線PR,QR減小以至無窮時的最后結果。在這些引理中我將圓歸之于橢圓,但我排除物體一直下降到中心的情形。

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