Исак Њутн сугерираше дека постојат сили на взаемна привлечност помеѓу кои било тела во природата. Овие сили се нарекуваат од гравитационите силиили силите универзална гравитација . Силата на неприродната гравитација се манифестира во вселената, Сончевиот систем и на Земјата.
Закон за гравитација
Њутн ги генерализираше законите за движење небесни телаи откривме дека силата \(F\) е еднаква на:
\[ F = G \dfrac(m_1 m_2) (R^2) \]
каде \(m_1\) и \(m_2\) се масите на телата кои дејствуваат, \(R\) е растојанието меѓу нив, \(G\) е коефициентот на пропорционалност, кој се нарекува гравитациска константа. Нумеричката вредност на гравитациската константа беше експериментално одредена од Кевендиш со мерење на силата на интеракција помеѓу оловните топчиња.
Физичкото значење на гравитациската константа произлегува од законот за универзална гравитација. Ако \(m_1 = m_2 = 1 \текст(кг)\), \(R = 1 \text(m) \) , тогаш \(G = F \) , т.е. гравитациската константа е еднаква на силата со која се привлекуваат две тела од по 1 kg на растојание од 1 m.
Нумеричка вредност:
\(G = 6,67 \cdot() 10^(-11) N \cdot() m^2/ kg^2 \) .
Силите на универзалната гравитација дејствуваат помеѓу сите тела во природата, но тие стануваат забележливи кога големи масиах (или ако барем масата на едно од телата е голема). Законот за универзална гравитација се исполнува само за материјални точкии топки (во овој случај, растојанието помеѓу центрите на топчињата се зема како растојание).
Гравитација
Посебен тип на универзална гравитациска сила е силата на привлекување на телата кон Земјата (или кон друга планета). Оваа сила се нарекува гравитацијата. Под влијание на оваа сила, сите тела добиваат забрзување на слободен пад.
Во согласност со вториот закон на Њутн \(g = F_T /m\) , значи, \(F_T = mg \) .
Ако M е масата на Земјата, R е нејзиниот радиус, m е масата на дадено тело, тогаш силата на гравитација е еднаква на
\(F = G \dfrac(M)(R^2)m = mg \) .
Силата на гравитација е секогаш насочена кон центарот на Земјата. Во зависност од висината \(h\) над површината на Земјата и географска шириназабрзување на положбата на телото слободен паддобива различни значења. На површината на Земјата и во средните географски широчини, забрзувањето на гравитацијата е 9,831 m/s 2 .
Телесна тежина
Концептот на телесна тежина е широко користен во технологијата и секојдневниот живот.
Телесна тежинаозначено со \(P\) . Единицата за тежина е Њутн (N). Од тежината еднаква на сила, со кој телото делува на потпорот, тогаш, во согласност со третиот закон на Њутн, тежината на телото е еднаква по големина на реакционата сила на потпорот. Затоа, за да се најде тежината на телото, неопходно е да се одреди на која сила е еднаква на потпорната реакција.
Во овој случај, се претпоставува дека телото е неподвижно во однос на потпорот или суспензијата.
Тежината на телото и силата на гравитацијата се разликуваат по природа: тежината на телото е манифестација на дејството на меѓумолекуларните сили, а силата на гравитацијата е од гравитациска природа.
Состојбата на телото во кое неговата тежина е нула се нарекува бестежинска состојба. Состојбата на бестежинска состојба се забележува во авион или вселенско летало кога се движи со забрзување на слободен пад, без оглед на насоката и вредноста на брзината на нивното движење. Надвор од атмосферата на Земјата, кога млазните мотори се исклучени, само силата на универзалната гравитација делува на леталото. Под влијание на оваа сила, вселенскиот брод и сите тела во него се движат со исто забрзување, па затоа кај бродот се забележува состојба на бестежинска состојба.
Javascript е оневозможен во вашиот прелистувач.За да извршите пресметки, мора да овозможите ActiveX контроли!
Не само најмистериозните од силите на природата, но и најмоќниот.
Човек на патот на напредокот
Историски се покажа дека Човечкидодека се движи напред начини на напредокги совладал сè помоќните сили на природата. Почна кога немаше ништо друго освен стап стегнат во тупаница и сопствена физичка сила. Но, тој беше мудар и ја внесе физичката сила на животните во својата служба, правејќи ги припитомени. Коњот го забрза трчањето, камилата ја направи пустината проодна, слонот ја направи мочурливата џунгла. Но, физичката сила и на најсилните животни е неизмерно мала во споредба со силите на природата. Човекот беше првиот што го потчини елементот на оган, но само во неговите најослабени верзии. Отпрвин - многу векови - користел само дрво како гориво - многу нискоенергетски тип на гориво. Нешто подоцна, тој научи да го користи овој извор на енергија за да ја користи енергијата на ветрот, човекот го подигна белото крило на едрото во воздух - и лесниот брод полета како птица по брановите. Едрилица на брановите. Тој ги изложи лопатките на ветерницата на налетите на ветрот - и тешките камења од воденичките камења почнаа да се вртат, а толчниците на мелниците почнаа да штракаат. Но, на сите им е јасно дека енергијата на воздушните млазници е далеку од концентрирана. Покрај тоа, и едрото и ветерницата се плашеа од ударите на ветрот: бурата ги скина едрата и ги потопи бродовите, бурата ги скрши крилјата и ги преврте водениците. Повеќе подоцна човекзапочна освојувањето на проточната вода. Тркалото не е само најпримитивните уреди способни да ја претворат водената енергија во ротационо движење, но и најмалку моќни во споредба со различните. Човекот одеше постојано напред по скалата на напредокот и му требаше се повеќе и повеќе енергија. Тој почна да користи нови видови гориво - веќе се префрли на согорување јагленго подигна енергетскиот интензитет на килограм гориво од 2500 kcal на 7000 kcal - речиси три пати. Тогаш дојде време за нафта и гас. Енергетската содржина на секој килограм фосилно гориво повторно се зголеми за еден и пол до два пати. Парните мотори беа заменети со парни турбини; мелничките тркала беа заменети со хидраулични турбини. Потоа, човекот ја подаде раката кон атомот на ураниум што се расцепува. Сепак, првата употреба на нов вид енергија имаше трагични последици - нуклеарниот пожар на Хирошима во 1945 година изгоре 70 илјади човечки срца за неколку минути. Во 1954 година, првата советска нуклеарна централа во светот се појави на интернет, претворајќи ја моќноста на ураниумот во силата на зрачењето на електричната струја. И треба да се забележи дека килограм ураниум содржи два милиони пати повеќе енергија од килограм најдобра нафта. Ова беше фундаментално нов пожар, кој може да се нарече физички, бидејќи физичарите ги проучуваа процесите што водат до раѓање на такви чудесни количини на енергија. Ураниумот не е единственото нуклеарно гориво. Веќе се користи помоќен тип на гориво - водородни изотопи. За жал, човекот сè уште не можел да го потчини нуклеарниот пламен водород-хелиум. Тој знае како да го запали својот сеопфатен оган за момент, разгорувајќи ја реакцијата хидрогенска бомбаблесок на експлозија на ураниум. Но, научниците гледаат водороден реактор, кој ќе раѓа, сè поблиску и поблиску. електрична струјакако резултат на фузија на јадрата на водородниот изотоп во јадра на хелиум. Повторно, количината на енергија што едно лице може да ја земе од секој килограм гориво ќе се зголеми речиси десет пати. Но, дали овој чекор ќе биде последен во претстојната историја на моќта на човештвото над силите на природата? Не! Напред е совладување на гравитациската форма на енергија. Таа е уште попретпазливо спакувана по природа дури и од енергијата на фузија на водород-хелиум. Денес ова е најконцентрираната форма на енергија што човек може дури и да ја замисли. Ништо понатаму не е видливо таму, надвор од најсовремената наука. И иако можеме со сигурност да кажеме дека електраните ќе работат за луѓето, претворајќи ја гравитационата енергија во електрична струја (а можеби и во млаз гас што излегува од млазницата на млазниот мотор или во планираната трансформација на сеприсутните атоми на силициум и кислород во атоми на ултра ретки метали), сè уште не можеме да кажеме ништо за деталите за таква електрана (ракетен мотор, физички реактор).Силата на универзалната гравитација на почетокот на раѓањето на галаксиите
Силата на универзалната гравитација е во потеклото на раѓањето на галаксиитеод предѕвездената материја, како што е убеден академик В.А. Ги гасне ѕвездите кои го потрошиле своето време, откако го потрошиле ѕвезденото гориво што им било дадено при раѓањето. Многу физичари го објаснуваат постоењето на квазари со интервенција на универзалната гравитација (повеќе детали:) Погледнете наоколу: овде на Земјата сè е во голема мера контролирано од оваа сила. Токму тоа ја одредува слоевитата структура на нашата планета - алтернацијата на литосферата, хидросферата и атмосферата. Таа е таа што држи дебел слој воздушни гасови, на чие дно и благодарение на што сите ние постоиме. Без гравитација, Земјата веднаш би била откорната од својата орбита околу Сонцето, а самата Земјина топка би се распаднала, растргната центрифугални сили. Тешко е да се најде нешто што не би било, до еден или друг степен, зависно од силата на универзалната гравитација. Се разбира, античките филозофи, многу внимателни луѓе, не можеа а да не забележат дека каменот фрлен нагоре секогаш се враќа. Платон во 4 век п.н.е. река се пробива кон морето, чадот од огнот брза кон нејзините сродни облаци. Ученикот на Платон, Аристотел, појасни дека сите тела имаат посебни својства на тежина и леснотија. Тешки тела - камења, метали - брзаат кон центарот на Универзумот, лесни тела - оган, чад, испарувања - кон периферијата. Оваа хипотеза, која објаснува некои феномени поврзани со силата на универзалната гравитација, постои повеќе од 2 илјади години.Научниците за силата на универзалната гравитација
Веројатно првиот што го постави прашањето за сила на универзална гравитацијанавистина научно, постоел гениј од ренесансата - Леонардо да Винчи. Леонардо објави дека гравитацијата не е единствена само за Земјата, дека има многу центри на гравитација. И тој исто така ја изрази идејата дека силата на гравитација зависи од растојанието до центарот на гравитација. Делата на Коперник, Галилео, Кеплер, Роберт Хук се поблиску и поблиску до идејата за законот за универзална гравитација, но во својата конечна формулација овој закон е засекогаш поврзан со името на Исак Њутн.Исак Њутн за силата на универзалната гравитација
роден на 4 јануари 1643 година. Дипломирал на Универзитетот Кембриџ, станал дипломец, а потоа магистер на науки.
Исак Њутн. Сè понатаму е бескрајно богатство научни трудови. Но, неговото главно дело е „Математички принципи на природната филозофија“, објавено во 1687 година и обично се нарекува едноставно „Принципи“. Во нив се формулира големото. Веројатно сите го паметат од средно училиште. Сите тела се привлекуваат со сила директно пропорционална на производот на масите на овие тела и обратно пропорционална на квадратот на растојанието меѓу нив...Некои од одредбите на оваа формулација можеа да ги предвидат претходниците на Њутн, но никој никогаш не успеал да го постигне во целост. На генијалноста на Њутн му требаше да ги собере овие фрагменти во една целина за да ја прошири гравитацијата на Земјата до Месечината, а Сонцето до целиот планетарен систем. Од законот за универзална гравитација, Њутн ги заклучил сите закони за планетарно движење кои претходно ги открил Кеплер. Тие се покажаа едноставно како нејзини последици. Згора на тоа, Њутн покажа дека не само Кеплеровите закони, туку и отстапувањата од овие закони (во светот на три или повеќе тела) се последица на универзалната гравитација... Ова беше голем триумф на науката. Се чинеше дека конечно е откриено и математички опишано главната силаприродата, која ги движи световите, силата што ги контролира молекулите на воздухот, јаболката и Сонцето. Чекорот што го направи Њутн беше гигантски, неизмерно огромен. Првиот популаризатор на делата на брилијантниот научник, францускиот писател Франсоа Мари Аруе, светски познат под псевдонимот Волтер, рече дека Њутн одеднаш сфатил дека постои законот именуван по него кога погледнал во јаболко што паѓа. Самиот Њутн никогаш не го спомнал ова јаболко. И денес не вреди да се губи време за да се побие оваа прекрасна легенда. И, очигледно, до разбирање голема моќЊутн дошол во природата со логично размислување. Веројатно, тоа беше вклучено во соодветното поглавје на „Почетоци“.
Силата на универзалната гравитација влијае на летот на јадрото
Да претпоставиме дека на многу висока планина, толку висока што нејзиниот врв повеќе не е во атмосферата, сме поставиле џиновско артилериско парче. Нејзиното барел беше поставено строго паралелно со површината на земјината топка и испукано. Откако го опишав лакот, јадрото паѓа на Земјата . Го зголемуваме полнењето, го подобруваме квалитетот на барутот и на еден или друг начин го принудуваме топовското ѓубре да се движи со поголема брзина по следниот истрел. Лакот опишан од јадрото станува порамен. Јадрото паѓа многу подалеку од подножјето на нашата планина. Го зголемуваме полнењето и пукаме. Јадрото лета по толку рамна траекторија што се спушта паралелно со површината на земјината топка. Јадрото повеќе не може да падне на Земјата: со истата брзина со која се намалува, Земјата бега од под неа. И, откако го опишав прстенот околу нашата планета, јадрото се враќа на точката на поаѓање. Пиштолот може да се отстрани во меѓувреме. На крајот на краиштата, летот на јадрото околу земјината топка ќе трае повеќе од еден час. И тогаш јадрото брзо ќе прелета над врвот на планината и ќе тргне на нов лет околу Земјата. Ако, како што се договоривме, јадрото не доживее никаков воздушен отпор, никогаш нема да може да падне. За ова, основната брзина треба да биде блиску до 8 km/s. Што ако ја зголемиме брзината на летот на јадрото? Прво ќе лета во лак, порамно од кривината на земјината површина и ќе почне да се оддалечува од Земјата. Во исто време, неговата брзина ќе се намали под влијание на гравитацијата на Земјата. И конечно, вртејќи се наоколу, ќе почне да паѓа назад на Земјата, но ќе прелета покрај неа и ќе затвори не круг, туку елипса. Јадрото ќе се движи околу Земјата точно на ист начин како што Земјата се движи околу Сонцето, имено по елипса, во едно од жариштата на кои ќе се наоѓа центарот на нашата планета. Ако дополнително ја зголемите почетната брзина на јадрото, елипсата ќе стане повеќе растегната. Можно е да се истегне оваа елипса така што јадрото ќе стигне до орбитата на Месечината или уште многу подалеку. Но, додека почетната брзина на ова јадро не надмине 11,2 км/сек, тоа ќе остане сателит на Земјата. Јадрото, кое доби брзина од над 11,2 км/сек при пукање, засекогаш ќе одлета од Земјата по параболична траекторија. Ако елипсата е затворена крива, тогаш параболата е крива која има две гранки кои одат до бесконечност. Движејќи се по елипса, колку и да е издолжена, неизбежно ќе се вратиме систематски на почетната точка. Движејќи се по парабола, никогаш нема да се вратиме на почетната точка. Но, откако ја напушти Земјата со оваа брзина, јадрото сè уште нема да може да лета до бесконечност. Моќната гравитација на Сонцето ќе ја свитка траекторијата на неговиот лет, затворајќи ја околу себе како траекторија на планета. Јадрото ќе стане сестра на Земјата, независна мала планета во нашето семејство на планети. За да се насочи јадрото надвор од планетарниот систем, за да се надмине сончевата гравитација, потребно е да му се даде брзина од над 16,7 км/сек и да се насочи така што брзината ќе се додаде на оваа брзина. сопствено движењеЗемјата. Брзината од околу 8 км/сек (оваа брзина зависи од висината на планината од која пука нашиот топ) се нарекува кружна брзина, брзините од 8 до 11,2 км/сек се елипсовидни, од 11,2 до 16,7 км/сек се параболични, а над оваа бројка - со ослободувачки брзини. Овде треба да се додаде дека дадените вредности на овие брзини важат само за Земјата. Кога би живееле на Марс, кружната брзина би била многу полесно остварлива за нас - таа е само околу 3,6 км/сек, а параболичната брзина е само малку поголема од 5 км/сек. Но, испраќањето на јадрото во вселената од Јупитер би било многу потешко отколку од Земјата: кружната брзина на оваа планета е 42,2 км/сек, а параболичната брзина е дури 61,8 км/сек! На жителите на Сонцето би им било најтешко да го напуштат својот свет (ако, се разбира, таков би можел да постои). Кружната брзина на овој гигант треба да биде 437,6, а брзината на отцепување - 618,8 км/сек! Така Њутн на крајот на 17 век, сто години пред првиот лет исполнет со топол воздух балон со топол воздухБраќата Монтголфие, двесте години пред првите летови на авионот на браќата Рајт и речиси четвртина милениум пред полетувањето на првите ракети со течно гориво, го покажаа патот кон небото за сателити и вселенски летала.Силата на универзалната гравитација е вродена во секоја сфера
Со користење на закон за универзална гравитацијабеа отворени непознати планети, создадени се космогониски хипотези за потеклото соларниот систем. Главната сила на природата, која ги контролира ѕвездите, планетите, јаболката во градината и молекулите на гасот во атмосферата, е откриена и математички опишана. Но, не го знаеме механизмот на универзалната гравитација. Њутновата гравитација не објаснува, туку јасно претставува моментална состојбапланетарните движења. Не знаеме што ја предизвикува интеракцијата на сите тела во Универзумот. И не може да се каже дека Њутн не бил заинтересиран за оваа причина. Долги години размислуваше за неговиот можен механизам. Патем, ова е навистина исклучително мистериозна моќ. Сила која се манифестира низ стотици милиони километри простор, лишена на прв поглед од какви било материјални формации со чија помош би можело да се објасни преносот на интеракцијата.Њутнови хипотези
И Њутнприбегнаа кон хипотезаза постоењето на одреден етер кој наводно го исполнува целиот универзум. Во 1675 година, тој ја објасни привлечноста кон Земјата со фактот дека етерот, кој го исполнува целиот универзум, ита во непрекинати текови кон центарот на Земјата, заробувајќи ги сите предмети во ова движење и создавајќи ја силата на гравитација. Истиот проток на етер ита кон Сонцето и, носејќи со него планети и комети, ги обезбедува нивните елиптични траектории... Ова не беше баш убедлива, иако апсолутно математички логична, хипотеза. Но, тогаш, во 1679 година, Њутн создаде нова хипотеза објаснувајќи го механизмот на гравитацијата. Овој пат тој му дава на етерот својство да има различни концентрации во близина на планетите и далеку од нив. Колку подалеку од центарот на планетата, етерот наводно е погуст. И има својство да ги истисне сите материјални тела од нивните погусти слоеви во помалку густи. И сите тела се истиснати на површината на Земјата. Во 1706 година, Њутн остро го негирал самото постоење на етерот. Во 1717 година, тој повторно се вратил на хипотезата за екструдирање на етер. Брилијантниот мозок на Њутн се бореше со решението голема тајнаи не ја најде. Ова го објаснува таквото остро фрлање од страна на страна. Њутн сакаше да каже:Јас не правам хипотези.И иако, штом успеавме да потврдиме, тоа не е сосема точно, нешто друго може да се каже со сигурност: Њутн знаел јасно да прави разлика помеѓу неспорните работи и нестабилните и контроверзни хипотези. И во „Принципи“ има формула за големиот закон, но нема обиди да се објасни неговиот механизам. Големиот физичар оваа загатка му ја остави во аманет на човекот на иднината. Починал во 1727 година. До денес не е решено. Дискусијата за физичката суштина на Њутновиот закон траеше два века. И можеби оваа дискусија не би се однесувала на самата суштина на законот ако одговори точно на сите прашања поставени од него. Но, факт е дека со текот на времето се покажа дека овој закон не е универзален. Дека има случаи кога не може да ја објасни оваа или онаа појава. Да дадеме примери.
Силата на универзалната гравитација во пресметките на Силигер
Првиот од нив е парадоксот на Силигер. Сметајќи дека Универзумот е бесконечен и рамномерно исполнет со материја, Зелигер се обидел да ја пресмета, користејќи го Њутновиот закон, силата на универзалната гравитација создадена од целата бесконечно голема маса. бесконечен универзумво одреден момент од него. Ова не беше лесна задача од гледна точка на чиста математика. Откако ги надмина сите тешкотии на најсложените трансформации, Зелигер утврди дека саканата сила на универзалната гравитација е пропорционална со радиусот на Универзумот. И бидејќи овој радиус е еднаков на бесконечноста, тогаш гравитационата сила мора да биде бесконечно голема. Сепак, во пракса ние не го набљудуваме ова. Ова значи дека законот за универзална гравитација не важи за целиот универзум. Сепак, можни се и други објаснувања за парадоксот. На пример, можеме да претпоставиме дека материјата не го исполнува рамномерно целиот универзум, но нејзината густина постепено се намалува и, конечно, некаде многу далеку, воопшто нема материја. Но, да се замисли таква слика значи да се признае можноста за постоење на простор без материја, што е генерално апсурдно. Можеме да претпоставиме дека силата на универзалната гравитација слабее побрзо отколку што се зголемува квадратот на растојанието. Но, ова ја доведува во прашање неверојатната хармонија на Њутновиот закон. Не, и ова објаснување не ги задоволи научниците. Парадоксот остана парадокс.Набљудувања на движењето на Меркур
Друг факт, дејството на силата на универзалната гравитација, необјаснето со Њутновиот закон, донесе набљудување на движењето на Меркур- најблиску до планетата. Точните пресметки со Њутновиот закон покажаа дека перхелот - точката на елипсата по која Меркур се движи најблиску до Сонцето - треба да се поместува за 531 лачна секунда на 100 години. А астрономите утврдиле дека ова поместување е еднакво на 573 лачни секунди. Овој вишок - 42 лак секунди - исто така не можеше да се објасни од научниците, користејќи само формули кои произлегуваат од Њутновиот закон. Го објасни парадоксот на Силигер, поместувањето на перихелот на Меркур и многу други парадоксални феномени и необјасниви факти Алберт Ајнштајн, еден од најголемите, ако не и најголем голем физичарна сите времиња и народи. Меѓу досадните ситници беше и прашањето за етеричен ветер.Експериментите на Алберт Мајкелсон
Се чинеше дека ова прашање не се однесува директно на проблемот со гравитацијата. Се поврза со оптика, со светлина. Поточно, да се одреди неговата брзина. Брзината на светлината прв ја одредил дански астроном Олаф Ромер, набљудување на затемнувањето на сателитите на Јупитер. Ова се случило во далечната 1675 година. американски физичар Алберт Мајкелсонна крајот на 18 век, тој извршил низа определувања на брзината на светлината под копнени услови, користејќи го апаратот што тој го дизајнирал. Во 1927 година, тој и даде на брзината на светлината вредност од 299796 + 4 км/сек - ова беше одлична точност за тие времиња. Но, поентата е поинаква. Во 1880 година, тој одлучи да го истражи етеричниот ветер. Тој сакаше конечно да го утврди постоењето на токму тој етер, чие присуство се обидуваа да го објаснат преносот гравитациска интеракција, и пренос на светлосни бранови. Мајкелсон беше веројатно највпечатливиот експерименталист во своето време. Имаше одлична опрема. И тој беше речиси сигурен во успехот.Суштината на искуството
Искуствобеше наменет на овој начин. Земјата се движи во својата орбита со брзина од околу 30 км/сек. Се движи низ етерот. Ова значи дека брзината на светлината од изворот што стои пред приемникот во однос на движењето на Земјата мора да биде поголема отколку од изворот што стои на другата страна. Во првиот случај, брзината на етеричниот ветер мора да се додаде на брзината на светлината, во вториот случај, брзината на светлината мора да се намали за оваа количина.
Движењето на Земјата во нејзината орбита околу Сонцето. Се разбира, брзината на орбитата на Земјата околу Сонцето е само десет илјадити дел од брзината на светлината. Многу е тешко да се открие толку мал термин, но не е за ништо што Мајкелсон беше наречен крал на точноста. Тој користел паметен метод за да ја долови „суптилната“ разлика во брзината на светлосните зраци. Тој го подели зракот на два еднакви струи и ги насочи во меѓусебно нормални насоки: по меридијанот и по паралелата. Откако се рефлектираа од огледалата, зраците се вратија. Ако зракот што патува по паралела бил под влијание на етеричниот ветер, кога ќе се додаде на меридијалниот зрак, би се појавиле интерферентни рабови, а брановите на двата зраци би биле надвор од фаза. Сепак, на Мајкелсон му беше тешко да ги измери патеките на двата зраци со толку голема точност, така што тие беа апсолутно идентични. Така, тој го направи апаратот така што нема пречки, а потоа го ротира за 90 степени. Меридијалниот зрак стана географски широчински и обратно. Ако има етеричен ветер, под окуларот треба да се појават црни и светли ленти! Но, тие не беа таму. Можеби, при вртење на апаратот, научникот го поместил. Го постави напладне и го обезбеди. На крајот на краиштата, покрај тоа што ротира и околу оската. И затоа во различни времињаден, снопот на географската широчина зазема различна позиција во однос на етеричниот ветер што доаѓа. Сега, кога уредот е строго неподвижен, може да се увери во точноста на експериментот. Повторно немаше пречки. Експериментот бил изведен многу пати, а Мајкелсон, а со него и сите тогашни физичари биле воодушевени. Не е откриен етеричен ветер! Светлината се движеше во сите правци со иста брзина! Никој не можеше да го објасни ова. Мајкелсон го повторуваше експериментот повторно и повторно, ја подобруваше опремата и конечно постигна речиси неверојатна прецизност на мерењето, ред на големина поголем од она што беше неопходно за успех на експериментот. И повторно ништо! Експериментите на Алберт Ајнштајн
Следниот голем чекор во познавање на силата на универзалната гравитацијанаправи Алберт Ајнштајн. Еднаш го прашале Алберт Ајнштајн:- Како дојдовте до вашата специјална теорија на релативноста? Под кои околности ви падна брилијантна идеја? Научникот одговорил: „Отсекогаш си замислував дека е така“.Можеби не сакаше да биде искрен, можеби сакаше да се ослободи од досадниот соговорник. Но, тешко е да се замисли дека концептот на врските помеѓу времето, просторот и брзината откриен од Ајнштајн бил вроден. Не, се разбира, прво блесна претпоставка, светла како молња. Потоа започна неговиот развој. Не, нема противречности со познатите појави. И тогаш се појавија тие пет страници, исполнети со формули, кои беа објавени во списание за физика. Отворени страници нова ераво физиката. Замислете ѕвезден брод како лета во вселената. Веднаш да ве предупредиме: вселенскиот брод е многу уникатен, истиот за кој зборувате фантастични приказнине го прочитав. Неговата должина е 300 илјади километри, а брзината е, да речеме, 240 илјади км/сек. И овој вселенски брод лета покрај една од средните платформи во вселената, без да застане на неа. Со полна брзина. Еден од неговите патници стои на палубата на ѕвездениот брод со часовник. А јас и ти, читателу, стоиме на платформа - нејзината должина мора да одговара на големината на ѕвездениот брод, односно 300 илјади километри, бидејќи во спротивно нема да може да слета на неа. А во рацете имаме и часовник. Забележуваме: во тој момент, кога носот на вселенскиот брод стигна до задниот раб на нашата платформа, на него светна фенер, осветлувајќи го просторот што го опкружува. Една секунда подоцна, зракот светлина стигна до предниот раб на нашата платформа. Не се сомневаме во ова, бидејќи ја знаеме брзината на светлината и успеавме точно да го откриеме соодветниот момент на часовникот. И на вселенскиот брод... Но и вселенскиот брод леташе кон зракот светлина. И дефинитивно видовме дека светлината ја осветли својата строга во моментот кога беше некаде блиску до средината на платформата. Дефинитивно видовме дека зракот светлина не помина 300 илјади километри од лакот до задниот дел на бродот. Но, патниците на палубата на ѕвездата се сигурни во нешто друго. Тие се уверени дека нивниот сноп го поминал целото растојание од лакот до крмата од 300 илјади километри. На крајот на краиштата, тој потроши цела секунда на ова. Тие, исто така, апсолутно точно го открија ова на нивниот часовник. А како би можело да биде поинаку: на крајот на краиштата, брзината на светлината не зависи од брзината на изворот... Како може ова да биде? Ние гледаме едно нешто од стационарна платформа, но тие гледаат нешто друго на палубата на ѕвездата? Што е работата?
Ајнштајновата теорија на релативноста
Веднаш треба да се забележи: Ајнштајновата теорија на релативностана прв поглед, тоа апсолутно е во спротивност со нашето воспоставено разбирање за структурата на светот. Можеме да кажеме дека тоа е во спротивност и со здравиот разум, како што сме навикнати да го претставуваме. Ова се случило повеќе од еднаш во историјата на науката. Но, откривањето на сферичната форма на Земјата исто така противрече на здравиот разум. Како може луѓето да живеат на спротивната страна и да не паднат во бездна? За нас сферичноста на Земјата е несомнен факт и од гледна точка здрав разумсекоја друга претпоставка е бесмислена и дива. Но, направете чекор назад од вашето време, замислете го првото појавување на оваа идеја и ќе ви стане јасно колку би било тешко да се прифати. Па, дали би било полесно да се признае дека Земјата не е неподвижна, туку лета по својата траекторија десетици пати побрзо од топовско ѓубре? Сето тоа беа неуспеси на здравиот разум. Затоа современите физичариникогаш не се повикуваат на тоа. Сега да се вратиме на специјалната теорија на релативноста. Светот првпат ја препозна во 1905 година од една статија потпишана од малкумина познато име- Алберт Ајнштајн. А тој тогаш имаше само 26 години. Ајнштајн направил многу едноставна и логична претпоставка од овој парадокс: од гледна точка на набљудувач на платформата, поминало помалку време во кочија во движење отколку што е мерено со вашиот рачен часовник. Во кочијата, текот на времето забави во споредба со времето на стационарната платформа. Апсолутно неверојатни работи логично произлегоа од оваа претпоставка. Се испостави дека човек кој оди на работа во трамвај, во споредба со пешак кој оди на ист начин, не само што заштедува време поради брзината, туку му оди и побавно. Сепак, не обидувајте се да ја зачувате вечната младост на овој начин: дури и ако станете возач на вагон и поминете една третина од животот во трамвај, за 30 години ќе добиете едвај повеќе од милионити дел од секундата. За добивката на време да стане забележлива, треба да се движите со брзина блиска до брзината на светлината. Излегува дека зголемувањето на брзината на телата се рефлектира во нивната маса. Колку е поблиска брзината на телото до брзината на светлината, толку е поголема неговата маса. Кога брзината на едно тело е еднаква на брзината на светлината, неговата маса е еднаква на бесконечноста, т.е е поголема од масата на Земјата, Сонцето, Галаксијата, целиот наш универзум... Еве колку маса може да да се концентрира во едноставна калдрма, забрзувајќи ја до брзината на светлината! Ова наметнува ограничување што не дозволува ниту едно материјално тело да развие брзина, еднаква на брзинатаСвета. На крајот на краиштата, како што расте масата, станува сè потешко да се забрза. И бесконечна маса не може да се помести од нејзиното место со никаква сила. Сепак, природата направи многу важен исклучок од овој закон за цела класа на честички. На пример, за фотоните. Тие можат да се движат со брзина на светлината. Поточно, тие не можат да се движат со друга брзина. Незамисливо е да се замисли неподвижен фотон. Кога е во мирување, нема маса. Неутрините исто така немаат маса за одмор, а исто така се осудени на вечен неконтролиран лет низ вселената со максимална можна брзина во нашиот Универзум, без да ја претекнат светлината или да заостанат зад неа. Зарем не е вистина дека секоја од последиците на специјалната теорија на релативноста што ја наведовме е изненадувачка и парадоксална! И секој, се разбира, е во спротивност со „здравиот разум“! Но, еве што е интересно: не во нивната специфична форма, туку како широка филозофска позиција, сите овие неверојатни последици беа предвидени од основачите на дијалектичкиот материјализам. Што укажуваат овие резултати? За врските кои меѓусебно ги поврзуваат енергијата и масата, масата и брзината, брзината и времето, брзината и должината на објектот што се движи... Откритието на Ајнштајн за меѓусебната зависност, како цементот (повеќе детали:), поврзувајќи ги заедно арматурата, или камените темелници, поврзани заедно, навидум пред тоа, нештата и појавите беа независни едни од други и ја создадоа основата врз која, за прв пат во историјата на науката, стана возможно да се изгради хармоничен објект. Оваа зграда е идеја за тоа како функционира нашиот Универзум. Но, прво, барем неколку зборови за општата теорија на релативноста, исто така создадена од Алберт Ајнштајн.
Алберт Ајнштајн. Ова име е општа теоријарелативност - не соодветствува сосема со содржината на теоријата што ќе се дискутира. Ја воспоставува меѓусебната зависност помеѓу просторот и материјата. Очигледно би било поправилно да се нарече простор-време теорија, или теорија на гравитација. Но, ова име стана толку испреплетено со теоријата на Ајнштајн што дури и покренувањето на прашањето за негова замена сега изгледа непристојно за многу научници. Општата теорија на релативноста ја утврди меѓузависноста помеѓу материјата и времето и просторот што ја содржат. Се покажа дека просторот и времето не само што не можат да се замислат дека постојат одделно од материјата, туку нивните својства зависат и од материјата што ги исполнува. Ајнштајн ја објавил општата теорија на релативноста во 1916 година и работел на неа од 1907 година. Не е реално да се обиде да го претстави на неколку страници без да користи математички формули. Почетна точка за расудување
Затоа, можеме само да укажеме почетна точкаи да даде некои важни заклучоци. На почетокот патување во вселенатаНеочекувана катастрофа ја уништи библиотеката, колекцијата филмови и другите складишта на умот и меморијата на луѓето кои летаат низ вселената. А природата се заборава во промената на вековите домашна планета. Дури и законот за универзална гравитација е заборавен, бидејќи ракетата лета во меѓугалактичкиот простор, каде што речиси и не се чувствува. Сепак, моторите на бродот работат одлично, а снабдувањето со енергија во батериите е практично неограничено. Најчесто бродот се движи по инерција, а неговите жители се навикнати на бестежинска состојба. Но, понекогаш тие ги вклучуваат моторите и го успоруваат или забрзуваат движењето на бродот. Кога млазните млазници пламнуваат во празнината со безбоен пламен и бродот се движи со забрзано темпо, жителите чувствуваат дека нивните тела стануваат тешки, тие се принудени да шетаат околу бродот и да не летаат по ходниците. И сега летот е блиску до завршување. Бродот лета до една од ѕвездите и паѓа во орбитата на најпогодната планета. Вселенските бродови излегуваат надвор, шетаат по земја покриена со свежо зеленило, постојано доживувајќи го истото чувство на тежина, познато од времето кога бродот се движеше со забрзано темпо. Но, планетата се движи рамномерно. Не може да лета кон нив со постојано забрзување од 9,8 m/s2! И тие ја имаат првата претпоставка дека гравитационото поле (гравитациона сила) и забрзувањето го даваат истиот ефект, а можеби и имаат заедничка природа. Никој од нашите земски современици не беше на толку долг лет, но многумина го почувствуваа феноменот на „тежина“ и „осветлување“ на нивното тело. Дури и обичен лифт, кога се движи со забрзано темпо, го создава ова чувство. При спуштање надолу чувствувате нагло губење на тежината при качување, напротив, подот ги притиска нозете со поголема сила од вообичаеното. Но, едно чувство не докажува ништо. На крајот на краиштата, сензациите се обидуваат да не убедат дека Сонцето се движи по небото околу неподвижната Земја, дека сите ѕвезди и планети се на исто растојание од нас, на сводотитн. Научниците ги подложиле сензациите на експериментално тестирање. Њутн размислувал и за чудниот идентитет на двата феномени. Тој се обиде да им даде нумерички карактеристики. Измерувајќи ја гравитацијата и , тој беше убеден дека нивните вредности секогаш се строго еднакви една со друга. Нишалата на пилот-погонот ги направил од секакви материјали: сребро, олово, стакло, сол, дрво, вода, злато, песок, пченица. Резултатот беше ист. Принцип на еквивалентност, за која зборуваме, лежи во основата на општата теорија на релативноста, иако на современото толкување на теоријата повеќе не му е потребен овој принцип. Прескокнувајќи ги математичките заклучоци што произлегуваат од овој принцип, да преминеме директно на некои последици од општата теорија на релативноста. Присуството на големи маси на материја во голема мера влијае на околниот простор. Тоа доведува до такви промени во него што може да се дефинираат како хетерогеност на просторот. Овие нехомогености го насочуваат движењето на сите маси кои се наоѓаат во близина на телото кое привлекува. Обично тие прибегнуваат кон оваа аналогија. Замислете платно испружено цврсто на рамка паралелна со површината на земјата. Ставете голема тежина на неа. Ова ќе биде нашата голема привлечна маса. Тоа, се разбира, ќе го свитка платното и ќе заврши во некаква депресија. Сега тркалајте ја топката по ова платно, така што дел од нејзината патека лежи веднаш до привлечната маса. Во зависност од тоа како е лансирана топката, постојат три можни опции.- Топката ќе лета доволно далеку од вдлабнатината создадена од отклонувањето на платното и нема да го промени своето движење.
- Топката ќе ја допре вдлабнатината, а линиите на нејзиното движење ќе се наведнуваат кон привлечната маса.
- Топката ќе падне во оваа дупка, нема да може да излезе од неа и ќе направи една или две вртежи околу гравитирачката маса.
Гравитациски колапс
Ајде да зборуваме за неверојатен феномен кој има космички карактер - гравитациски колапс (катастрофална компресија). Овој феномен се јавува во гигантски акумулации на материја, каде гравитационите сили достигнуваат толку огромни магнитуди што ниту една друга сила што постои во природата не може да им одолее. Запомнете позната формулаЊутн: колку е поголема гравитационата сила, толку помалку квадратрастојанија помеѓу гравитирачките тела. Така, колку материјалната формација станува погуста, колку е помала нејзината големина, толку побрзо се зголемуваат силите на гравитацијата, толку е понеизбежна нивната деструктивна прегратка. Постои лукава техника со која природата се бори против навидум неограничената компресија на материјата. За да го направите ова, го запира самото минување на времето во сферата на дејство на суперџиновите гравитациски сили, а врзаните маси на материја се чини дека се исклучени од нашиот Универзум, замрзнати во чуден летаргичен сон. Првата од овие „црни дупки“ во вселената веројатно е веќе откриена. Според претпоставката на советските научници О.Кх.Гусеинов и А.Ш. Видливата компонента има маса од 1,8 соларни, а нејзиниот невидлив „придружник“ треба да биде четири пати помасивен од видливиот, според пресметките. Но, нема траги од тоа: невозможно е да се види најневеројатната креација на природата, „црната дупка“. Советскиот научник, професор К.П.- Неговите џиновски формации се можни, слични на квазарите, кои постојано емитуваат онолку енергија колку што испуштаат сите 100 милијарди ѕвезди на нашата Галаксија.
- Можни се многу поскромни купчиња, еднакви на само неколку сончеви маси. И двата предмети можат сами да настанат од обична, незаспана материја.
- Можни се и формации од сосема друга класа, споредливи по маса со елементарните честички.
Планкони
Авторот на хипотезата ги именувал таквите честички во чест на познатиот германски физичар Макс Планк - планкеони. Планкеоните се сосема посебна класа на честички. Тие имаат, според К. Гледајќи во планкеонот, ќе можеме да ја видиме материјата како што беше во моментот на раѓањето на нашиот Универзум. Според теоретските пресметки, во Универзумот има околу 10 80 планкеони, приближно еден планкеон во коцка простор со страна од 10 сантиметри. Патем, истовремено со Станјукович и (независно од него), академик М.А.Марков ја изнесе хипотезата за планкеоните од елементарни честички Познато е дека при судир на две честички никогаш не се формираат фрагменти, туку се појавуваат други елементарни честички. Ова е навистина неверојатно: во обичниот свет, кршејќи вазна, никогаш нема да добиеме цели чаши или дури и розети. Но, да претпоставиме дека во длабочините на секоја елементарна честичка се крие планкеон, еден или неколку, а понекогаш и многу планкеони. Во моментот на судир на честички, цврсто врзаната „торба“ на планкеонот малку се отвора, некои честички ќе „паднат“ во неа, а за возврат ќе „изникнат“ оние за кои сметаме дека настанале при судирот. Во исто време, планкеонот, како внимателен сметководител, ќе ги обезбеди сите „закони на зачувување“ прифатени во светот на елементарните честички. Па, каква врска има механизмот на универзалната гравитација? „Одговорни“ за гравитацијата, според хипотезата на К. Гравитоните се толку помали од вторите колку што е помала дамка прашина што танцува во сончев зрак од земјината топка. Емисијата на гравитони почитува голем број закони. Особено, тие полесно летаат во таа област на просторот. Која содржи помалку гравитони. Ова значи дека ако има две небесни тела во вселената, и двете ќе испуштаат гравитони претежно „надвор“, во насоки спротивставени еден на друг. Ова создава импулс што предизвикува телата да се приближат и да се привлечат едни со други. Оставајќи ги своите елементарни честички, гравитоните одземаат дел од масата со себе. Колку и да се мали, губењето на масата не може а да не биде забележливо со текот на времето. Но, овој пат е незамисливо огромен. Ќе бидат потребни околу 100 милијарди години за целата материја во Универзумот да се претвори во гравитациско поле.
Гравитационо поле. Но, дали е тоа сè? Според К.П. Стањукович, околу 95 проценти од масата на материјата е скриена во штици со различни големини и е во состојба на летаргичен сон, но со текот на времето планкеоните се отвораат и количината на „нормална“ материја се зголемува. Според Њутновите закони, телото може да се движи со забрзување само под влијание на сила. Бидејќи Телата што паѓаат се движат со забрзување насочено надолу, а потоа врз нив дејствува силата на гравитацијата кон Земјата. Но, не само Земјата има својство да дејствува на сите тела со сила на гравитација. Исак Њутн сугерираше дека постојат гравитациони сили помеѓу сите тела. Овие сили се нарекуваат сили на универзална гравитацијаили гравитацискисилите.
Со проширување на воспоставените обрасци - зависноста на силата на привлекување на телата на Земјата од растојанијата помеѓу телата и од масите на тела кои содејствуваат, добиени како резултат на набљудувања - Њутн открил во 1682 година. закон за универзална гравитација:Сите тела се привлекуваат едни со други, силата на универзалната гравитација е директно пропорционална на производот на масите на телата и обратно пропорционална на квадратот на растојанието меѓу нив:
Векторите на универзалните гравитациски сили се насочени по права линија што ги поврзува телата. Се нарекува факторот на пропорционалност G гравитациска константа (универзална гравитациска константа)и е еднакво на
.
ГравитацијаГравитационата сила што дејствува на сите тела од Земјата се нарекува:
.
Нека 
е масата на Земјата и 
- радиус на Земјата. Да ја разгледаме зависноста на забрзувањето на слободниот пад од висината на издигнувањето над површината на Земјата:
Телесната тежина. бестежинска состојба
Телесна тежина -силата со која телото притиска на потпора или суспензија поради привлекување на ова тело кон земјата. Тежината на телото се нанесува на потпорот (суспензија). Количината на телесна тежина зависи од тоа како телото се движи со поддршка (суспензија).
Телесната тежина, т.е. силата со која телото делува на потпирачот и еластичната сила со која потпирачот делува на телото, во согласност со третиот закон на Њутн, се еднакви по апсолутна вредност и спротивна по насока.
Ако телото мирува на хоризонтална потпора или се движи рамномерно, на него дејствува само гравитацијата и еластичната сила од потпорот, па затоа тежината на телото е еднаква на гравитацијата (но овие сили се применуваат на различни тела):
.
Со забрзано движење, тежината на телото нема да биде еднаква на силата на гравитацијата. Да го разгледаме движењето на тело со маса m под влијание на гравитацијата и еластичноста со забрзување. Според вториот закон на Њутн:
Ако забрзувањето на телото е насочено надолу, тогаш тежината на телото е помала од силата на гравитацијата; ако забрзувањето на телото е насочено нагоре, тогаш сите тела се поголеми од силата на гравитацијата.
Зголемувањето на телесната тежина предизвикано од забрзано движење на потпорот или суспензијата се нарекува преоптоварување.
Ако телото паѓа слободно, тогаш од формулата * произлегува дека тежината на телото е нула. Исчезнувањето на тежината кога потпирачот се движи со забрзување на слободниот пад се нарекува бестежинска состојба.
Состојбата на бестежинска состојба се забележува во авион или вселенско летало кога се движи со забрзување на гравитацијата, без оглед на брзината на неговото движење. Надвор од атмосферата на Земјата, кога млазните мотори се исклучени, само силата на универзалната гравитација делува на леталото. Под влијание на оваа сила, леталото и сите тела во него се движат со исто забрзување; затоа во бродот е забележан феноменот на бестежинска состојба.
Движењето на телото под влијание на гравитацијата. Движење на вештачки сателити. Првата брзина на бегство
Ако модулот на движење на телото е многу помал од растојанието до центарот на Земјата, тогаш можеме да ја сметаме силата на универзалната гравитација за време на движењето за константна, а движењето на телото подеднакво забрзано. Наједноставниот случај на движење на телото под влијание на гравитацијата е слободен пад со нулта почетна брзина. Во овој случај, телото се движи со забрзување на слободен пад кон центарот на Земјата. Ако има почетна брзина која не е насочена вертикално, тогаш телото се движи по закривена патека (парабола, ако не се земе предвид отпорот на воздухот).
Со одредена почетна брзина, тело фрлено тангенцијално на површината на Земјата, под влијание на гравитацијата во отсуство на атмосфера, може да се движи во круг околу Земјата без да падне врз неа или да се оддалечи од неа. Оваа брзина се нарекува првата брзина на бегство, а тело што се движи на овој начин е сателит за вештачка земја (AES).
Дозволете ни да ја одредиме првата брзина на бегство за Земјата. Ако некое тело, под влијание на гравитацијата, се движи околу Земјата рамномерно во круг, тогаш забрзувањето на гравитацијата е неговото центрипетално забрзување:
.
Оттука, првата брзина на бегство е еднаква на
.
Првата брзина на бегство за кое било небесно тело се одредува на ист начин. Забрзувањето на гравитацијата на растојание R од центарот на небесното тело може да се најде со помош на вториот Њутнов закон и законот за универзална гравитација:
.
Следствено, првата брзина на бегство на растојание R од центарот на небесно тело со маса M е еднаква на
.
За да лансира вештачки сателит во ниската орбита на Земјата, тој прво мора да се извади од атмосферата. Затоа вселенски бродовизапочнете вертикално. На надморска височина од 200 - 300 km од површината на Земјата, каде што атмосферата е ретка и нема речиси никакво влијание врз движењето на сателитот, ракетата прави вртење и му ја дава на сателитот својата прва брзина на бегство во насока нормална на вертикалата. .
Помеѓу кои било тела во природата постои сила на взаемна привлечност наречена сила на универзална гравитација(или гравитациони сили).
беше откриен од Исак Њутн во 1682 година. Кога сè уште имал 23 години, тој сугерирал дека силите што ја држат Месечината во нејзината орбита се од иста природа како и силите што предизвикуваат јаболко да падне на Земјата. (Гравитација mg ) е насочена вертикално строгодо центарот на земјата ; Во зависност од растојанието до површината на земјината топка, забрзувањето на гравитацијата е различно. На површината на Земјата во средните ширини неговата вредност е околу 9,8 m/s 2 . додека се оддалечувате од површината на Земјатае
се намалува. – Телесна тежина (јачина на тежината)хоризонтална потпора или истегнување на суспензијата.Се претпоставува дека телото неподвижен во однос на потпорот или суспензијата.Нека телото лежи на хоризонтална маса неподвижно во однос на Земјата. Означено со буквата Р.
Телесната тежина и гравитацијата се разликуваат по природа: Тежината на телото е манифестација на дејството на меѓумолекуларните сили, а силата на гравитацијата е од гравитациска природа.
Ако забрзување a = 0 , тогаш тежината е еднаква на силата со која телото се привлекува кон Земјата, имено . [P] = N.
Ако состојбата е различна, тогаш тежината се менува:
- ако забрзување А не еднакви 0 , потоа тежината P = mg - ма (долу) или P = mg + ma (горе);
- ако телото слободно паѓа или се движи со забрзување на слободен пад, т.е. a =; Во зависност од растојанието до површината на земјината топка, забрзувањето на гравитацијата е различно. На површината на Земјата во средните ширини неговата вредност е околу 9,8 m/s 2 . додека се оддалечувате од површината на Земјата(сл. 2), тогаш телесната тежина е еднаква на 0 (P=0 ). Состојбата на телото во кое неговата тежина е нула се нарекува бестежинска состојба.
ВО бестежинска состојбаИма и астронаути. ВО бестежинска состојбаЗа момент и вие се пронаоѓате кога скокате додека играте кошарка или танцувате.
Домашен експеримент: Пластично шише со дупка на дното се полни со вода. Го ослободуваме од раце од одредена висина. Додека шишето паѓа, водата не тече од дупката.
Тежина на тело што се движи со забрзување (во лифт) Тело во лифт доживува преоптоварување
ДЕФИНИЦИЈА
Законот за универзална гравитација беше откриен од И. Њутн:
Две тела се привлекуваат едни со други со , директно пропорционално на нивниот производ и обратно пропорционално на квадратот на растојанието меѓу нив:
Опис на законот за универзална гравитација
Коефициентот е гравитационата константа. Во системот SI, гравитациската константа има значење:
Оваа константа, како што може да се види, е многу мала, затоа гравитационите сили меѓу телата со мали маси се исто така мали и практично не се чувствуваат. Меѓутоа, движењето на космичките тела е целосно определено од гравитацијата. Присуството на универзална гравитација или, со други зборови, гравитациска интеракција објаснува од што се „поддржани“ Земјата и планетите и зошто тие се движат околу Сонцето по одредени траектории и не летаат подалеку од него. Законот за универзална гравитација ни овозможува да одредиме многу карактеристики на небесните тела - масите на планети, ѕвезди, галаксии, па дури и црни дупки. Овој закон овозможува да се пресметаат орбитите на планетите со голема точност и да се создаваат математички моделУниверзум.
Користејќи го законот за универзална гравитација, може да се пресметаат и космичките брзини. На пример, минималната брзина со која телото што се движи хоризонтално над површината на Земјата нема да падне на него, туку ќе се движи во кружна орбита е 7,9 km/s (брзина на првата бегство). За да ја напушти Земјата, т.е. за да ја надмине својата гравитациска привлечност, телото мора да има брзина од 11,2 km/s (втора брзина на бегство).
Гравитацијата е еден од најневеројатните природни феномени. Во отсуство на гравитациони сили, постоењето на Универзумот би било невозможно. Гравитацијата е одговорна за многу процеси во Универзумот - неговото раѓање, постоењето на ред наместо хаос. Природата на гравитацијата сè уште не е целосно разбрана. Досега никој не можеше да развие пристоен механизам и модел на гравитациска интеракција.
Гравитација
Посебен случај на манифестација на гравитациони сили е силата на гравитацијата.
Гравитацијата е секогаш насочена вертикално надолу (кон центарот на Земјата).
Ако силата на гравитацијата делува на телото, тогаш телото дејствува. Типот на движење зависи од насоката и големината на почетната брзина.
Секојдневно се среќаваме со ефектите на гравитацијата. , по некое време се наоѓа на земја. Книгата, ослободена од рацете, паѓа. Откако скокна, едно лице не лета во отворен простор, но паѓа на земја.
Со оглед на слободниот пад на телото во близина на површината на Земјата како резултат на гравитациската интеракција на ова тело со Земјата, можеме да напишеме:
од каде доаѓа забрзувањето на слободниот пад:
Забрзувањето на гравитацијата не зависи од масата на телото, туку зависи од висината на телото над Земјата. Земјината топка е малку сплескана на половите, па телата лоцирани во близина на половите се наоѓаат малку поблиску до центарот на Земјата. Во овој поглед, забрзувањето на слободниот пад зависи од географската ширина на областа: на полот е малку поголемо отколку на екваторот и другите географски широчини (на екваторот m/s, на екваторот m/s на Северниот пол.
Истата формула ви овозможува да го пронајдете забрзувањето на гравитацијата на површината на која било планета со маса и радиус.
Примери за решавање проблеми
ПРИМЕР 1 (проблем за „мерење“ на Земјата)
| Вежбајте | Радиусот на Земјата е km, забрзувањето на гравитацијата на површината на планетата е m/s. Користејќи ги овие податоци, проценете ја приближно масата на Земјата. |
| Решение | Забрзување на гравитацијата на површината на Земјата: од каде доаѓа масата на Земјата: Во системот C, радиусот на Земјата Замена на нумерички вредности во формулата физичките величини, да ја процениме масата на Земјата:
|
| Одговори | Маса на земјата kg. |
м.
ПРИМЕР 2
| Вежбајте | Сателит на Земјата се движи во кружна орбита на надморска височина од 1000 km од површината на Земјата. Со која брзина се движи сателитот? Колку време ќе му треба на сателитот да заврши една револуција околу Земјата? |
| Решение | Според , силата што дејствува на сателитот од Земјата е еднаква на производот од масата на сателитот и забрзувањето со кое се движи:
Силата на гравитационата привлечност делува на сателитот од страната на земјата, која, според законот за универзална гравитација, е еднаква на: каде и се масите на сателитот и Земјата, соодветно. Бидејќи сателитот е на одредена висина над површината на Земјата, растојанието од него до центарот на Земјата е: каде е радиусот на Земјата. |
