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自然哲学的数学原理
1.9.12.2 命题LXXI 定理XXXI
命题LXXI 定理XXXI

假定同样的情形,我说,处于球面外的一个小物体被吸向球的中心,力与它离同一中心的距离的平方成反比。

设AHKB,ahkb为以S,s为中心,AB,ab为直径画出的两个相等的球面,且位于球外的小物体P,p在那些直径的延长上。由小物体引直线PHK,PIL,phk,pil,从最大圆AHB,ahb截下相等的弧HK,hk和IL,il;又往它们落下垂线SD,sd;SE,se;IR,ir;其中SD,sd截PL,pl于F和f。再往直径上落下垂线IQ,iq。设角DPE和dpe消失,又由于DS和ds,ES和es相等,直线PE,PF和pe,pf以及短线DF,df可认为是相等的;因为它们的最终比,当那些角DPE,dpe同时消失时,是等量之比。这些既已确定,则PI比PF如同RI比DF,且pf比pi如同df或者DF比ri;又由错比,PI×pf比PF×pi如同RI比ri,这就是(由引理VII系理3)如同弧IH比弧ih。再者,PI比PS如同IQ比SE,且ps比pi如同se或者SE比iq;又由错比,PI×ps比PS×pi如同IQ比iq。由比的联合,PIquad.×pf×ps比piquad.×PF×PS如同IH×IQ比ih×iq;这就是,如同圆形面,它由弧IH当半圆AKB围绕直径AB转动时画出,比一个圆形面,它由弧ih当半圆akb围绕直径ab转动时画出。且力,由它们这些面沿直线向着自己牵引小物体P和p,与(由假设)这些面成正比,且与面离物体的距离的平方成反比,这就是,如同pf×ps比PF×PS。又,这些力比它们的倾斜部分,即那些(由诸定律的系理2,力被分解)沿直线PS,ps趋向中心的力,如同PI比PQ,和pi比pq;亦即,(由于三角形PIQ和PSF,piq和psf相似)如同PS比PF和ps比pf。因此,由错比,这个小物体P向着S的吸引比小物体p向着s的吸引,如同(PF×pf×ps)/(PS)比(pf×PF×PS)/(ps),这就是,如同psquad.比PSquad.。且由类似的论证,力,由它们弧KL,kl转动所画出的面牵引小物体,如同psquad.比PSquad.,且两个球面通过总是取sd等于SD和se等于SE能被划分为圆形面,所有圆形面的力按照相同的比。又由合比,整个球面施加在小物体上的力,按照相同的比。此即所证