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自然哲学的数学原理
1.9.10.2 命题XLVII 定理XL
命题XLVII 定理XL

假设向心力与物体离一个中心的距离成比例;则在任意平面上无论怎样运行的所有物体都将画出椭圆,且完成运行的时间相等;又,在直线上运动的那些物体来回奔跑,各自往复的循环在相同的时间完成。

因为,保持上一命题的所有情形,力SV,由它在任意平面PQR上运行的物体Q被拉向中心S,如同距离SQ;且因此,由于SV和SQ,TV和CQ成比例,力TV,由它在给定轨道平面上的物体被拉向点C,如同距离CQ。所以力,由它位于平面PQR上的物体被拉向点C,按照距离的比等于一个力,由它物体从各个方向被拉向中心S;所以在相同的时间,物体在相同的图形,在任意平面PQR围绕点C运动,一如它们在自由空间中围绕中心S运动;且因此(由命题X系理2和命题XXXVIII系理2)总在相等的时间,无论它们在那个平面上围绕中心C画出椭圆,或者在那个平面上在过中心C所引的直线上完成循环的往复运动。此即所证

解释

物体在曲面上的上升和下降与这些[我们刚讨论过的运动]密切相关。设想在一个平面上画出的曲线,然后它们围绕任意穿过力的中心的给定轴转动,且由这一转动画出曲面;物体如此运动,使得它们的中心总在这些曲面上被发现。如果那些物体倾斜地上升和下降,往返奔跑;它们的运动在穿过轴的平面上进行,因此在曲线上进行,由曲线的转动产生了那些曲面。所以在这些情形,考虑在那些曲线上的运动就够了。