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自然哲学的数学原理
1.10.7.3 命题XXXIV 定理XXVIII
命题XXXIV 定理XXVIII

如果一个球和一个圆柱由相同的直径画出,在由相等且彼此等距地自由放置的小部分构成的稀薄介质中,沿圆柱的轴的方向以相同的速度运动:球的阻力是圆柱的阻力的一半。

因为介质在同一个物体上的作用是相同的(由诸定律的系理5),无论物体在静止的介质中运动,或者介质的小部分以同样的速度撞击处于静止的物体;我们考虑物体,一如它是静止的,且让我们来看由于介质的运动它被何种冲击推动。所以,指定ABKI为以C为中心,CA为半直径画出的球体,且介质的小部分以给定的速度沿平行于AC的直线碰到那个物体的表面,又设FB为这样的[平行]直线。在它上面取LB等于半直径CB,且引BD,它与球切于B。在KC和BD上落下垂线BE,LD;则力,由它介质的小部分沿直线FB与球面在B倾斜地相碰,比一个力,由它同样的小部分与以轴ACI围绕球画出的圆柱ONGQ在b垂直地相碰,如同LD比LB或者BE比BC。再者,这个力沿着它的相碰的方向FB或者AC移动球的效力(efficacia),比它沿确定的方向移动球的效力,亦即,沿直线BC的方向直接推动球的效力,如同BE比BC。且由比的联合,一个小部分沿直线FB倾斜地碰在球上,它沿相碰方向移动球的效力,比相同的小部分沿相同的直线垂直地碰在圆柱上,它沿相同的方向移动圆柱的效力,如同BE的平方比BC的平方。所以,如果在bE上,它垂直于圆柱的底面的圆NAO且等于半径AC,取bH等于(BEquad.)/(CB):则bH比bE如同小部分在球上的效力比小部分在圆柱上的效力。且所以立体,它由所有的直线bH占据,比一个立体,它由所有的直线bE占据,如同所有的小部分在球上的效力比所有的小部分在圆柱上的效力。但是,前一个立体是以顶点C,轴CA和通径CA画出的抛物线形体(parabolois),且后一个立体是外接抛物线形体的圆柱:习知抛物线形体是外接抛物线形体的圆柱的一半。所以介质在球上的整个力是其在圆柱上的整个力的一半。且所以,如果介质的小部分静止,且一个圆柱和一个球以相等的速度运动,球的阻力是圆柱的阻力的一半。此即所证

解释

由同样的方法可以比较其他图形彼此之间的阻力,且能发现那些更适于在阻力介质中继续它们的运动的图形。如以圆形的底CEBH,它由中心O,半径OC画出,和高OD构作一个圆锥截形CBGF,它所受到的阻碍在沿轴的方向朝着D前进时小于任意其他以相同的底和相同的高构作的圆锥截形:高度OD平分于Q,并延长OQ至S,使得QS等于QC,则S为需求的圆锥截形的顶点。

附带地,由于角CSB总为锐角,因此,如果立体ADBE由椭圆形或者卵形ADBE围绕轴AB旋转生成,且生成的图形被三条直线FG,GH,HI切于点F,B和I,使得GH在切点B垂直于轴,且FG,HI与同一GH包含135度的角FGB,BHI,则立体,它由图形ADFGHIE围绕相同的轴AB旋转生成,所受的阻碍小于前一立体;只要两者都沿它们的轴AB的方向前进,且两者的端点B在前面。的确,我认为这个命题对将来造船不会没有用处。

但如果图形DNFG为此类曲线,如果从它的任意点N向轴AB上落下垂线NM,且由给定的点G引直线GR,它平行于在N与图形相切的直线,又与轴的延长截于R,作成MN比GR如同GRcub.比4BR×GBq;立体,它由这个图形围绕轴AB旋转画出,在以上所说的稀薄介质中自A向B运动,它所受到的阻碍小于以相同的长度和宽度转动画出的任何立体。