Yer Çekimi Formülü

yer çekimi formülü

Arşiv Bağlantısı

Newton'un klasik yerçekimi teorisi. Evrensel çekim yasası nedir: büyük keşfin formülü

Beni hangi yasaya göre asacaksın?
- Ve herkesi tek bir yasaya göre asıyoruz - evrensel yerçekimi yasası.

Yerçekimi kanunu

Yerçekimi olgusu, evrensel yerçekimi yasasıdır. İki cisim birbirine, aralarındaki uzaklığın karesiyle ters orantılı ve kütlelerinin çarpımı ile doğru orantılı bir kuvvetle etki eder.

Matematiksel olarak, bu büyük yasayı şu formülle ifade edebiliriz:

Yerçekimi evrende çok uzak mesafelerde etki eder. Ancak Newton, tüm nesnelerin karşılıklı olarak çekildiğini savundu. Herhangi iki nesnenin birbirini çektiği doğru mu? Sadece hayal edin, Dünya'nın sizi bir sandalyede otururken çektiği biliniyor. Ama bir bilgisayar ve farenin birbirini çektiği gerçeğini hiç düşündünüz mü? Yoksa masanın üzerinde bir kurşun kalem mi? Bu durumda, kalemin kütlesini, kalemin kütlesini formüle koyarız, yerçekimi sabitini hesaba katarak aralarındaki mesafenin karesine böleriz, karşılıklı çekim kuvvetlerini elde ederiz. Ancak (kalem ve kurşun kalemin küçük kütleleri nedeniyle) o kadar küçük çıkacaktır ki varlığını hissetmeyiz. Başka bir şey, Dünya ve bir sandalye veya Güneş ve Dünya söz konusu olduğunda. Kitleler önemlidir, yani kuvvetin etkisini şimdiden değerlendirebiliriz.

Serbest düşüş ivmesini düşünelim. Bu çekim yasasının işleyişidir. Bir kuvvetin etkisi altında, vücut hızı ne kadar yavaş değişirse, kütle o kadar büyük olur. Sonuç olarak, tüm cisimler aynı ivme ile Dünya'ya düşer.

Bu görünmez eşsiz gücün sebebi nedir? Bugüne kadar bir yerçekimi alanının varlığı bilinmektedir ve kanıtlanmıştır. Konuyla ilgili ek materyalde yerçekimi alanının doğası hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.

Yerçekiminin ne olduğunu düşünün. Bu nereden? Neyi temsil ediyor? Ne de olsa gezegenin Güneş'e bakması, ne kadar uzaklaştığını görmesi, uzaklığın ters karesini bu yasaya göre hesaplaması olamaz mı?

yerçekimi yönü

İki cisim var, diyelim ki A bedeni ve B bedeni. A bedeni B bedenini çekiyor. A bedeninin uyguladığı kuvvet B bedeninde başlıyor ve A bedenine yönlendiriliyor. Yani, B bedenini "alıyor" ve kendisine doğru çekiyor. . B gövdesi, A gövdesiyle aynı şeyi "yapar".

Her beden Dünya tarafından çekilir. Toprak bedeni "alır" ve merkezine doğru çeker. Bu nedenle bu kuvvet her zaman dikey olarak aşağıya doğru yönlendirilir ve vücudun ağırlık merkezinden uygulanır, buna yerçekimi denir.

Hatırlanması gereken ana şey

Bazı jeolojik keşif yöntemleri, gelgit tahmini ve daha yakın zamanda yapay uyduların ve gezegenler arası istasyonların hareketinin hesaplanması. Gezegenlerin konumunun erken hesaplanması.

Böyle bir deneyi kendimiz kurabilir ve gezegenlerin, nesnelerin çekilip çekilmediğini tahmin edemez miyiz?

Böyle doğrudan bir deneyim yapıldı Cavendish (Henry Cavendish () - İngiliz fizikçi ve kimyager)şekilde gösterilen cihazı kullanın. Fikir, çok ince bir kuvars ipliğine iki bilyeli bir çubuk asmak ve daha sonra iki büyük kurşun bilyeyi yanlarına getirmekti. Sıradan nesneler arasındaki çekim kuvvetleri çok zayıf olduğundan, topların çekimi ipliği hafifçe - hafifçe bükecektir. Böyle bir alet yardımıyla Cavendish, her iki kütlenin kuvvetini, mesafesini ve büyüklüğünü doğrudan ölçebildi ve böylece yerçekimi sabiti G.

Uzaydaki yerçekimi alanını karakterize eden yerçekimi sabiti G'nin benzersiz keşfi, Dünya'nın, Güneş'in ve diğer gök cisimlerinin kütlesini belirlemeyi mümkün kıldı. Bu nedenle Cavendish, deneyimini "Dünyayı tartmak" olarak adlandırdı.

İlginç bir şekilde, çeşitli fizik yasalarının bazı ortak özellikleri vardır. Gelelim elektrik yasalarına (Coulomb kuvveti). Elektrik kuvvetleri de mesafenin karesiyle ters orantılıdır, ancak zaten yükler arasındadır ve istemsiz olarak bu kalıbın derin bir anlamı olduğu düşüncesi ortaya çıkar. Şimdiye kadar hiç kimse yerçekimi ve elektriği aynı özün iki farklı tezahürü olarak sunamadı.

Buradaki kuvvet de uzaklığın karesiyle ters orantılı olarak değişir, ancak elektrik kuvvetleri ile yerçekimi kuvvetlerinin büyüklükleri arasındaki fark çarpıcıdır. Yerçekimi ve elektriğin ortak doğasını kurmaya çalışırken, elektrik kuvvetlerinin yerçekimi kuvvetlerine göre o kadar üstün olduğunu görüyoruz ki, her ikisinin de aynı kaynağa sahip olduğuna inanmak zor. Birinin diğerinden daha güçlü olduğunu nasıl söyleyebilirsin? Sonuçta, her şey kütlenin ve yükün ne olduğuna bağlıdır. Yerçekiminin ne kadar güçlü olduğunu tartışırken, "Şu şu büyüklükte bir kütle alalım" deme hakkınız yok, çünkü onu kendiniz seçiyorsunuz. Ama Doğa'nın bize sunduğu şeyleri (inçlerimizle, yıllarımızla, ölçülerimizle hiçbir ilgisi olmayan kendi sayı ve ölçülerini) alırsak, o zaman karşılaştırabiliriz. Örneğin bir elektron gibi temel yüklü bir parçacık alacağız. İki temel parçacık, iki elektron, elektrik yükü nedeniyle, aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı bir kuvvetle birbirlerini iterler ve yerçekimi nedeniyle, karesiyle ters orantılı bir kuvvetle tekrar birbirlerine çekilirler. mesafe.

Soru: Yerçekimi kuvvetinin elektrik kuvvetine oranı nedir? 42 sıfırlı bir sayı ile olduğu gibi, yerçekimi elektriksel itme ile ilgilidir. Bu derinden kafa karıştırıcı. Bu kadar büyük bir sayı nereden gelebilir?

İnsanlar bu büyük faktörü diğer doğa olaylarında arıyorlar. Her türden büyük sayılardan geçerler ve eğer büyük bir sayı istiyorsanız, evrenin çapının bir protonun çapına oranını neden almayasınız - şaşırtıcı bir şekilde, bu da 42 sıfırlı bir sayıdır. Ve diyorlar ki: belki bu katsayı, protonun çapının evrenin çapına oranına eşittir? Bu ilginç bir düşünce ama evren yavaş yavaş genişledikçe yerçekimi sabiti de değişmeli. Bu hipotez henüz çürütülmemiş olsa da, lehine bir kanıtımız yok. Aksine, bazı kanıtlar yerçekimi sabitinin bu şekilde değişmediğini göstermektedir. Bu büyük sayı, bu güne kadar bir sır olarak kalıyor.

Einstein, yerçekimi yasalarını görelilik ilkelerine göre değiştirmek zorunda kaldı. Bu ilkelerin ilki, x mesafesinin bir anda aşılamayacağını söylerken, Newton'un teorisine göre kuvvetler anında etki eder. Einstein, Newton yasalarını değiştirmek zorunda kaldı. Bu değişiklikler, iyileştirmeler çok küçüktür. Bunlardan biri şudur: Işığın enerjisi olduğu için, enerji kütleye eşittir ve tüm kütleler çeker, ışık da çeker ve bu nedenle Güneş'in yanından geçerken saptırılmalıdır. Bu aslında böyle oluyor. Einstein'ın teorisinde yerçekimi kuvveti de biraz değiştirilir. Ancak yerçekimi yasasındaki bu çok küçük değişiklik, Merkür'ün hareketindeki bazı belirgin düzensizlikleri açıklamaya yeter.

Mikrokozmostaki fiziksel fenomenler, büyük ölçekli dünyadaki fenomenlerden başka yasalara tabidir. Soru ortaya çıkıyor: yerçekimi kendini küçük ölçeklerden oluşan bir dünyada nasıl gösteriyor? Kuantum yerçekimi teorisi buna cevap verecektir. Ancak henüz kuantum kütleçekim teorisi yok. İnsanlar, kuantum mekaniksel ilkeler ve belirsizlik ilkesiyle tamamen tutarlı bir yerçekimi teorisi yaratmada henüz çok başarılı olamadılar.

Aristoteles, büyük nesnelerin hafif olanlardan daha hızlı yere düştüğünü iddia etti.

Newton, ayın dünyanın yerçekiminden etkilendiği için kavisli bir yörünge boyunca hareket eden bir mermi olarak görülmesi gerektiğini önerdi. Dünya'nın yüzeyi de eğridir, böylece mermi yeterince hızlı hareket ederse, eğri yörüngesi Dünya'nın eğriliğini takip edecek ve gezegenin etrafına "düşecektir". Merminin hızını arttırırsanız, Dünya etrafındaki yörüngesi bir elips şeklinde uzayacaktır.

yüzyılın başında Galileo, tüm nesnelerin "aynı şekilde" düştüğünü gösterdi. Aynı zamanda, Kepler gezegenleri yörüngelerinde hareket ettiren şeyin ne olduğunu merak etti. Belki manyetizmadır? "" üzerinde çalışan Isaac Newton, tüm bu hareketleri, basit evrensel yasalara uyan yerçekimi adı verilen tek bir kuvvetin etkisine indirdi.

Galileo deneysel olarak, yerçekimi etkisi altında düşen bir cismin kat ettiği yolun düşme süresinin karesiyle orantılı olduğunu gösterdi: iki saniye boyunca düşen bir top, bir saniye boyunca aynı nesnenin dört katı kadar yol alacaktır. Galileo ayrıca hızın düşme zamanı ile doğru orantılı olduğunu gösterdi ve bundan top güllesinin parabolik bir yörünge boyunca uçtuğu sonucuna vardı - Kepler'e göre gezegenlerin hareket ettiği elipsler gibi konik bölüm türlerinden biri . Ama bu bağlantı nereden geliyor?

'ların ortalarındaki Büyük Veba sırasında Cambridge Üniversitesi kapandığında, Newton aile evine döndü ve yerçekimi yasasını orada formüle etti, ancak bunu 20 yıl daha bir sır olarak sakladı. (Düşen elmanın hikâyesi, sekiz yaşında Newton hikâyeyi büyük bir akşam yemeğinden sonra anlatana kadar duyulmamıştı.)

Evrendeki tüm nesnelerin (tıpkı bir elmanın Dünya'ya çekilmesi gibi) diğer nesneleri çeken bir yerçekimi kuvveti oluşturduğunu ve bu yerçekimi kuvvetinin yıldızların, gezegenlerin ve diğer gök cisimlerinin uzayda hareket ettiği yörüngeleri belirlediğini öne sürdü.

Isaac Newton son günlerinde nasıl olduğunu anlattı: Ebeveynlerinin malikanesindeki elma bahçesinde yürüyordu ve aniden gündüz gökyüzünde ayı gördü. Ve gözlerinin hemen önünde daldan bir elma koptu ve yere düştü. Newton aynı zamanda hareket yasaları üzerinde çalıştığı için, elmanın Dünya'nın yerçekimi alanının etkisi altına düştüğünü zaten biliyordu. Ay'ın sadece gökyüzünde asılı kalmadığını, aynı zamanda Dünya'nın etrafında bir yörüngede döndüğünü ve bu nedenle, üzerinde bir tür kuvvetin etki ettiğini ve bu nedenle yörüngeden çıkıp düz bir çizgide uçup gitmesini engellediğini biliyordu. , açık alana. Sonra aklına, hem elmanın dünyaya düşmesini hem de ayın dünyanın etrafında yörüngede kalmasını sağlayan kuvvetin belki de aynı kuvvet olduğu geldi.

Ters kare kanunu

Newton, Dünya'nın yerçekimi etkisi altında Ay'ın ivmesinin büyüklüğünü hesaplayabildi ve bunun Dünya'nın yakınındaki nesnelerin (aynı elma) ivmesinden binlerce kat daha az olduğunu buldu. Aynı kuvvetin etkisi altında hareket ediyorlarsa bu nasıl olabilir?

Newton'un açıklaması, yerçekiminin mesafe ile zayıfladığıydı. Dünya yüzeyindeki bir nesne, gezegenin merkezine Ay'dan 60 kat daha yakındır. Ayın yörüngesindeki çekim, elma üzerinde hareket edenin 1/'ü veya 1/'sidir. Böylece, iki nesne arasındaki çekim kuvveti - Dünya ve elma, Dünya ve Ay veya Güneş ve kuyruklu yıldız olsun - onları ayıran mesafenin karesiyle ters orantılıdır. Mesafeyi iki katına çıkarır ve kuvvet dört kat azalır, üç katına çıkar - kuvvet dokuz kat daha az olur, vb. Kuvvet ayrıca nesnelerin kütlelerine de bağlıdır - kütle ne kadar büyükse, yerçekimi o kadar güçlü olur.

Evrensel yerçekimi yasası bir formül olarak yazılabilir:
F = G(Mm/r2).

Nerede: Yerçekimi kuvveti, daha büyük kütlenin ürününe eşittir M ve daha az ağırlık m aralarındaki uzaklığın karesine bölünür r2 ve büyük harfle gösterilen yerçekimi sabiti ile çarpılır G(küçük harf g yerçekiminin neden olduğu ivmeyi gösterir).

Bu sabit, evrenin herhangi bir yerindeki herhangi iki kütle arasındaki çekimi belirler. 'da Dünya'nın kütlesini (6 kg) hesaplamak için kullanıldı. Newton yasaları, iki nesneden oluşan bir sistemdeki kuvvetleri ve hareketleri tahmin etmede harikadır. Ama bir üçüncüsü eklendiğinde her şey çok daha karmaşık hale gelir ve ( yıl sonra) kaos matematiğine götürür.

« Fizik - Sınıf 10 "

Ay neden dünyanın etrafında hareket eder?
Ay durursa ne olur?
Gezegenler neden güneşin etrafında döner?

Bölüm 1'de, kürenin Dünya yüzeyine yakın tüm cisimlere aynı ivmeyi - serbest düşüş ivmesini - verdiği ayrıntılı olarak tartışıldı. Ama küre cisme ivme kazandırıyorsa, o zaman Newton'un ikinci yasasına göre cisme bir miktar kuvvetle etki eder. Dünyanın cisme uyguladığı kuvvete denir. Yerçekimi. Önce bu kuvveti bulalım ve sonra evrensel yerçekimi kuvvetini düşünelim.

Modulo ivmesi Newton'un ikinci yasasından belirlenir:

Genel durumda, vücuda ve kütlesine etki eden kuvvete bağlıdır. Serbest düşüşün ivmesi kütleye bağlı olmadığından, yerçekimi kuvvetinin kütle ile orantılı olması gerektiği açıktır:

Fiziksel nicelik serbest düşüş ivmesidir, tüm cisimler için sabittir.

F = mg formülüne dayanarak, belirli bir cismin kütlesini standart kütle birimiyle karşılaştırarak cisimlerin kütlelerini ölçmek için basit ve pratik olarak uygun bir yöntem belirleyebilirsiniz. İki cismin kütlelerinin oranı, cisimlere etki eden yerçekimi kuvvetlerinin oranına eşittir:

Bu, üzerlerine etki eden yerçekimi kuvvetleri aynıysa, cisimlerin kütlelerinin aynı olduğu anlamına gelir.

Bu, bir yay veya terazi ölçeğinde tartılarak kütlelerin belirlenmesinin temelidir. Vücudun terazi üzerindeki basınç kuvvetinin, vücuda uygulanan yerçekimi kuvvetine eşit olması, ağırlıkların diğer terazilerdeki basınç kuvveti ile ağırlıklara uygulanan yerçekimi kuvvetine eşit olmasını sağlayarak , böylece vücudun kütlesini belirleriz.

Yere yakın belirli bir cisme etki eden yerçekimi kuvveti, yalnızca dünya yüzeyine yakın belirli bir enlemde sabit olarak kabul edilebilir. Vücut kaldırılır veya farklı bir enlemdeki bir yere taşınırsa, serbest düşüşün ivmesi ve dolayısıyla yerçekimi kuvveti değişecektir.

Yerçekimi kuvveti.

Bir taşın Dünya'ya düşmesine neden olan nedenin, Ay'ın Dünya etrafındaki hareketi ile gezegenlerin Güneş etrafındaki hareketinin aynı olduğunu ilk kez Newton kesin olarak ispatlamıştır. BT yer çekimi gücü Evrenin herhangi bir cismi arasında hareket eden.

Newton, hava direnci olmasaydı, yüksek bir dağdan (Şekil ) belirli bir hızla atılan bir taşın yörüngesinin, Dünya'nın yüzeyine asla ulaşmayacağı, ancak gezegenlerin gökyüzündeki yörüngelerini tarif ettikleri gibi onun etrafında hareket edin.

Newton bu nedeni buldu ve bunu tek bir formül - evrensel yerçekimi yasası - biçiminde doğru bir şekilde ifade edebildi.

Evrensel yerçekimi kuvveti, kütlelerine bakılmaksızın tüm cisimlere aynı ivmeyi verdiğinden, etki ettiği cismin kütlesi ile orantılı olmalıdır:

“Yerçekimi genel olarak tüm cisimler için vardır ve her birinin kütlesiyle orantılıdır… tüm gezegenler birbirine doğru çekilir…” I. Newton

Ancak, örneğin, Dünya Ay'a Ay'ın kütlesiyle orantılı bir kuvvetle etki ettiği için, Newton'un üçüncü yasasına göre Ay, Dünya üzerinde aynı kuvvetle hareket etmelidir. Ayrıca, bu kuvvet Dünya'nın kütlesi ile orantılı olmalıdır. Yerçekimi kuvveti gerçekten evrensel ise, o zaman belirli bir cismin yanından başka herhangi bir cisme bu diğer cismin kütlesiyle orantılı bir kuvvet etki etmelidir. Sonuç olarak, evrensel yerçekimi kuvveti, etkileşen cisimlerin kütlelerinin çarpımı ile orantılı olmalıdır. Buradan evrensel yerçekimi yasasının formülasyonu gelir.

Yerçekimi kanunu:

İki cismin karşılıklı çekim kuvveti, bu cisimlerin kütlelerinin çarpımı ile doğru, aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır:

Orantılılık faktörü G denir yerçekimi sabiti.

Yerçekimi sabiti, aralarındaki mesafe 1 m ise, her biri 1 kg kütleye sahip iki malzeme noktası arasındaki çekim kuvvetine sayısal olarak eşfunduszeue.infoçta, kütle m 1 \ud m 2 \ud 1 kg ve bir mesafe ile r \ud 1 m, G \ud F (sayısal olarak) alıyoruz.

Unutulmamalıdır ki, evrensel bir yasa olarak evrensel çekim yasası () maddi noktalar için geçerlidir. Bu durumda, yerçekimi etkileşim kuvvetleri bu noktaları birleştiren çizgi boyunca yönlendirilir (Şekil , a).

Top şeklindeki homojen cisimlerin (maddi noktalar olarak kabul edilmeseler bile, Şekil , b) de formül () ile tanımlanan kuvvetle etkileştiği gösterilebilir. Bu durumda r, topların merkezleri arasındaki mesafedir. Karşılıklı çekim kuvvetleri, topların merkezlerinden geçen düz bir çizgi üzerinde bulunur. Bu tür kuvvetlere denir merkezi. Genellikle Dünya'ya düştüğünü düşündüğümüz cisimler, Dünya'nın yarıçapından (R ≈ km) çok daha küçük boyutlara sahiptir.

Bu tür cisimler, şekillerine bakılmaksızın, maddi noktalar olarak kabul edilebilir ve r'nin verilen cisimden cismin merkezine olan uzaklığı olduğu akılda tutularak, () yasası kullanılarak Dünya'ya olan çekim kuvveti belirlenebilir. Toprak.

Dünya'ya atılan bir taş, yerçekimi etkisi altında düz bir yoldan sapacak ve kavisli bir yörünge tanımladıktan sonra sonunda Dünya'ya düşecektir. Daha hızlı atarsanız daha da düşer.” I. Newton

Yerçekimi sabitinin tanımı.

Şimdi yerçekimi sabitini nasıl bulacağınızı öğrenelim. Her şeyden önce, G'nin belirli bir adı olduğunu unutmayın. Bunun nedeni, evrensel yerçekimi yasasında yer alan tüm niceliklerin birimlerinin (ve buna göre adlarının) daha önce kurulmuş olmasıdır. Yerçekimi yasası, belirli birim adlarıyla bilinen miktarlar arasında yeni bir bağlantı sağlar. Bu nedenle katsayının adlandırılmış bir değer olduğu ortaya çıkıyor. Evrensel yerçekimi yasası formülünü kullanarak, yerçekimi sabiti biriminin adını SI'de bulmak kolaydır: N m 2 / kg 2 \ud m 3 / (kg s 2).

G'yi ölçmek için, evrensel yerçekimi yasasında yer alan tüm miktarları bağımsız olarak belirlemek gerekir: hem kütleler, hem kuvvetler hem de cisimler arasındaki mesafe.

Zorluk, küçük kütlelerin cisimleri arasındaki yerçekimi kuvvetlerinin son derece küçük olması gerçeğinde yatmaktadır. Bu nedenle, yerçekimi kuvvetleri doğadaki tüm kuvvetlerin en evrenseli olmasına rağmen, vücudumuzun çevredeki nesnelere olan çekimini ve nesnelerin birbirine olan karşılıklı çekimini fark etmiyoruz. Birbirinden 1 m mesafede 60 kg ağırlığındaki iki kişi sadece yaklaşık N'lik bir kuvvetle çekilir. Bu nedenle, yerçekimi sabitini ölçmek için oldukça ince deneylere ihtiyaç vardır.

Yerçekimi sabiti ilk olarak 'de İngiliz fizikçi G. Cavendish tarafından burulma dengesi adı verilen bir cihaz kullanılarak ölçüldü. Burulma dengesinin şeması Şekil 'te gösterilmiştir. Uçlarında iki özdeş ağırlığa sahip hafif bir külbütör, ince bir elastik iplik üzerine asılır. Yakınlarda iki ağır top hareketsizce sabitlenmiştir. Yerçekimi kuvvetleri ağırlıklar ve hareketsiz toplar arasında hareket eder. Bu kuvvetlerin etkisi altında, külbütör, ortaya çıkan elastik kuvvet yerçekimi kuvvetine eşit olana kadar ipliği döndürür ve büker. Büküm açısı, çekim kuvvetini belirlemek için kullanılabilir. Bunu yapmak için sadece ipliğin elastik özelliklerini bilmeniz gerekir. Cisimlerin kütleleri bilinir ve etkileşen cisimlerin merkezleri arasındaki mesafe doğrudan ölçülebilir.

Bu deneylerden, yerçekimi sabiti için aşağıdaki değer elde edildi:

G \ud 10 Nm2 / kg 2.

Sadece çok büyük kütleli cisimlerin etkileşime girdiği (veya en azından cisimlerden birinin kütlesinin çok büyük olduğu) durumda, yerçekimi kuvveti büyük bir değere ulaşır. Örneğin, Dünya ve Ay birbirini F ≈ 2 10 20 N kuvvetiyle çeker.

Cisimlerin serbest düşüş ivmesinin coğrafi enlem üzerindeki bağımlılığı.

Cismin bulunduğu noktayı ekvatordan kutuplara doğru hareket ettirirken yerçekimi ivmesinin artmasının nedenlerinden biri, kürenin kutuplarda bir miktar basık olması ve Dünya'nın merkezinden yüzeyine olan uzaklığın da bir miktar basık olmasıdır. kutuplar ekvatordan daha küçüktür. Diğer bir sebep ise Dünya'nın dönmesidir.

Eylemsizlik ve yerçekimi kütlelerinin eşitliği.

Yerçekimi kuvvetlerinin en çarpıcı özelliği, kütleleri ne olursa olsun tüm cisimlere aynı ivmeyi vermeleridir. Tekmesi sıradan bir deri topu ve iki kiloluk ağırlığı eşit derecede hızlandıran bir futbolcu hakkında ne söylersiniz? Herkes bunun imkansız olduğunu söyleyecek. Ancak Dünya öyle bir “olağanüstü futbolcu”dur, tek farkı bedenler üzerindeki etkisinin kısa süreli bir etki özelliği taşımaması, milyarlarca yıl boyunca kesintisiz olarak devam etmesidir.

Newton'un teorisinde kütle, yerçekimi alanının kaynağıdır. Dünyanın yerçekimi alanındayız. Aynı zamanda yerçekimi alanının da kaynaklarıyız, ancak kütlemizin Dünya kütlesinden önemli ölçüde daha az olması nedeniyle alanımız çok daha zayıf ve çevredeki nesneler buna tepki vermiyor.

Yerçekimi kuvvetlerinin olağandışı özelliği, daha önce de söylediğimiz gibi, bu kuvvetlerin etkileşen her iki cismin kütleleriyle orantılı olması gerçeğiyle açıklanır. Newton'un ikinci yasasında yer alan cismin kütlesi, cismin atalet özelliklerini, yani belirli bir kuvvetin etkisi altında belirli bir ivme kazanma yeteneğini belirler. BT eylemsizlik kütlesi m ve.

Görünüşe göre, bedenlerin birbirini çekme yeteneğiyle ne ilgisi olabilir? Cisimlerin birbirini çekme yeteneğini belirleyen kütle yerçekimi kütlesidir m r .

Newton mekaniğinden eylemsizlik ve yerçekimi kütlelerinin aynı olduğu sonucu çıkmaz, yani.

m ve = m r . ()

Eşitlik (), deneyimin doğrudan bir sonucudur. Bu, bir cismin kütlesinden hem atalet hem de yerçekimi özelliklerinin nicel bir ölçüsü olarak basitçe söz edilebileceği anlamına gelir.

Sadece en gizemli değil doğanın güçleri ama aynı zamanda en güçlüsü.

Adam ilerleme yolunda

Tarihsel olarak, olmuştur insan sen ilerlerken ilerleme yolları doğanın her zamankinden daha güçlü güçlerine hakim oldu. Yumruğunda bir sopa ve kendi fiziksel gücünden başka bir şeyi olmadığında başladı.

Ama o bilgeydi ve hayvanların fiziksel gücünü hizmetine sunarak onları evcilleştirdi. At koşusunu hızlandırdı, deve çölü geçilebilir hale getirdi, fil ise bataklık ormanını. Ancak en güçlü hayvanların bile fiziksel güçleri, doğanın güçleriyle karşılaştırıldığında ölçülemeyecek kadar küçüktür.

İlk kişi ateş unsuruna boyun eğdirdi, ancak yalnızca en zayıf versiyonlarında. Başlangıçta - yüzyıllar boyunca - yakıt olarak sadece odun kullandı - çok düşük enerjili bir yakıt türü. Bir süre sonra, bu enerji kaynağından rüzgar enerjisini kullanmayı öğrendi, bir adam yelkenin beyaz kanadını havaya kaldırdı - ve hafif bir gemi bir kuş gibi dalgaların üzerinden uçtu.

Dalgalar üzerinde yelkenli

Yel değirmeninin kanatlarını rüzgarın esintilerine maruz bıraktı - ve değirmen taşlarının ağır taşları büküldü, kabuğu çıkarılmış tanelerin havanları şıngırdadı. Ancak hava jetlerinin enerjisinin konsantre olmaktan uzak olduğu herkes için açıktır. Ayrıca, hem yelken hem de yel değirmeni, rüzgarın estiğinden korkuyordu: fırtına yelkenleri yırttı ve gemileri batırdı, fırtına kanatları kırdı ve değirmenleri devirdi.

Daha sonra bile insan akan suyu fethetmeye başladı. Çark, suyun enerjisini dönme hareketine dönüştürebilen aygıtların yalnızca en ilkel değil, aynı zamanda çeşitli olanlara göre en güçsüz olanıdır.

İnsan ilerleme merdiveninde ilerliyordu ve giderek daha fazla enerjiye ihtiyaç duyuyordu.
Yeni yakıt türleri kullanmaya başladı - zaten yanan kömüre geçiş, bir kilogram yakıtın enerji yoğunluğunu kcal'den kcal'a çıkardı - neredeyse üç kat. Sonra petrol ve gaz zamanı geldi. Yine, her kilogram fosil yakıtın enerji içeriği bir buçuk ila iki kat arttı.

Buhar motorlarının yerini buhar türbinleri aldı; değirmen çarkları hidrolik türbinlerle değiştirildi. Sonra adam elini bölünebilir uranyum atomuna uzattı. Bununla birlikte, yeni bir enerji türünün ilk kullanımının trajik sonuçları oldu - 'te Hiroşima'nın nükleer alevi dakikalar içinde 70 bin insanın kalbini yaktı.

'te dünyanın ilk Sovyet nükleer santrali faaliyete geçti ve uranyum gücünü elektrik akımının radyan gücüne dönüştürdü. Ve bir kilogram uranyumun, bir kilogram en iyi yağdan iki milyon kat daha fazla enerji içerdiğine dikkat edilmelidir.

Bu, fiziksel olarak adlandırılabilecek, temelde yeni bir ateşti, çünkü bu tür inanılmaz miktarda enerjinin doğuşuna yol açan süreçleri inceleyenler fizikçilerdi.
Uranyum tek nükleer yakıt değildir. Daha güçlü bir yakıt türü zaten kullanılıyor - hidrojen izotopları.

Ne yazık ki, insan henüz hidrojen-helyum nükleer alevini bastırmayı başaramadı. Tamamen yanan ateşini anlık olarak nasıl ateşleyeceğini biliyor, bir uranyum patlamasının parlaması ile bir hidrojen bombasındaki reaksiyonu ateşe veriyor. Ancak daha yakın ve daha yakın bilim adamları, hidrojen izotoplarının çekirdeklerinin helyum çekirdeklerine füzyonunun bir sonucu olarak bir elektrik akımı üretecek bir hidrojen reaktörü görüyorlar.

Yine bir kişinin her bir kilogram yakıttan alabileceği enerji miktarı neredeyse on kat artacaktır. Fakat bu adım, insan gücünün doğa güçleri üzerindeki gelecek tarihindeki son adım mı olacak?

Değil! Önde - yerçekimi enerji formunun ustalığı. Doğa tarafından, hidrojen-helyum füzyonunun enerjisinden bile daha ihtiyatlı bir şekilde paketlenmiştir. Bugün, bir kişinin tahmin edebileceği en yoğun enerji şeklidir.

Orada, bilimin en ileri sınırlarının ötesinde henüz hiçbir şey görünmüyor. Ve enerji santrallerinin bir kişi için çalışacağını güvenle söyleyebilsek de, yerçekimi enerjisini elektrik akımına (veya belki bir jet motoru memesinden uçan bir gaz jetine veya her yerde bulunan silikon ve oksijen atomlarının planlı dönüşümüne) işleyerek. ultra nadir metallerin atomlarına kadar), böyle bir enerji santralinin (roket motoru, fiziksel reaktör) detayları hakkında henüz bir şey söyleyemeyiz.

Galaksilerin doğuşunun kökenlerinde evrensel yerçekimi kuvveti

Evrensel yerçekimi kuvveti, galaksilerin doğuşunun kökenindedir. Akademisyen V.A. Ambartsumyan'ın inandığı gibi yıldız öncesi maddeden. Ayrıca doğumda kendilerine tahsis edilen yıldız yakıtını harcayarak zamanlarını tüketen yıldızları da söndürür.

Evet, etrafınıza bakın: Dünyadaki her şey büyük ölçüde bu güç tarafından kontrol ediliyor.

Gezegenimizin katmanlı yapısını belirleyen odur - litosfer, hidrosfer ve atmosferin değişimi. Altında ve hepimizin var olduğu için kalın bir hava gazı tabakası tutan odur.

Yerçekimi olmasaydı, Dünya, Güneş etrafındaki yörüngesinden hemen çıkacak ve küre, merkezkaç kuvvetleri tarafından parçalanarak parçalanacaktı. Bir dereceye kadar evrensel çekim kuvvetine bağlı olmayacak bir şey bulmak zordur.

Elbette, çok dikkatli insanlar olan eski filozoflar, yukarıya atılan bir taşın her zaman geri geldiğini fark etmekten geri duramazlardı. MÖ 4. yüzyılda Platon bunu, evrendeki tüm maddelerin benzer maddelerin çoğunun yoğunlaştığı yere yöneldiği gerçeğiyle açıklamıştır: atılan bir taş yere düşer veya dibe iner, dökülen su en yakın gölete sızar veya denize doğru yol alan bir nehre, ateşin dumanı akraba bulutlarına koşar.

Platon'un bir öğrencisi olan Aristoteles, tüm cisimlerin özel ağırlık ve hafiflik özelliklerine sahip olduğunu açıkladı. Ağır cisimler - taşlar, metaller - evrenin merkezine koşar, ışık - ateş, duman, buharlar - çevreye. Evrensel yerçekimi kuvvetiyle ilişkili bazı fenomenleri açıklayan bu hipotez, 2 bin yıldan fazla bir süredir varlığını sürdürmektedir.

Bilim adamları yerçekimi kuvveti hakkında

Muhtemelen şu soruyu gündeme getiren ilk kişi yerçekimi kuvveti gerçekten bilimsel, Rönesans'ın dehasıydı - Leonardo da Vinci. Leonardo, yerçekiminin yalnızca Dünya'nın özelliği olmadığını, birçok yerçekimi merkezi olduğunu ilan etti. Ayrıca, yerçekimi kuvvetinin, ağırlık merkezine olan mesafeye bağlı olduğunu öne sürdü.

Copernicus, Galileo, Kepler, Robert Hooke'un çalışmaları, evrensel yerçekimi yasası fikrine daha da yaklaştırdı, ancak son formülasyonunda bu yasa sonsuza dek Isaac Newton adıyla ilişkilendirildi.

Isaac Newton'un yerçekimi kuvveti

4 Ocak 'te doğdu. Cambridge Üniversitesi'nden mezun oldu, sonra bekar oldu - bir bilim ustası.

Isaac Newton

Bundan sonraki her şey sonsuz bir bilimsel eser zenginliğidir. Ancak ana eseri, 'de yayınlanan ve genellikle "Başlangıçlar" olarak adlandırılan "Doğal Felsefenin Matematiksel İlkeleri" dir. Büyük olanın formüle edilmesi onlardadır. Muhtemelen herkes onu liseden hatırlıyordur.

Bütün cisimler birbirlerine, bu cisimlerin kütlelerinin çarpımı ile doğru, aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılı bir kuvvetle çekilirler

Bu formülasyonun bazı hükümleri Newton'un öncülleri tarafından tahmin edilebilirdi, ancak henüz kimseye bütünüyle verilmedi. Dünya'nın Ay'a ve Güneş'e olan çekiciliğini tüm gezegen sistemine yaymak için bu parçaları tek bir bütün halinde toplamak için Newton'un dehasına ihtiyaç vardı.

Newton, daha önce Kepler tarafından keşfedilen gezegenlerin tüm hareket yasalarını evrensel yerçekimi yasasından çıkardı. Onlar sadece onun sonuçlarıydı. Üstelik Newton, yalnızca Kepler yasalarının değil, aynı zamanda (üç veya daha fazla cismin dünyasında) bu yasalardan sapmaların da evrensel yerçekiminin sonucu olduğunu gösterdi Bu, bilimin büyük bir zaferiydi.

Görünüşe göre, dünyaları hareket ettiren doğanın ana kuvveti, hava moleküllerinin, elmaların ve Güneş'in tabi olduğu kuvvet sonunda keşfedildi ve matematiksel olarak tanımlandı. Dev, ölçülemeyecek kadar büyük Newton tarafından atılan adımdı.

Parlak bir bilim adamının çalışmalarının ilk popülerleştiricisi, Voltaire takma adıyla dünyaca ünlü Fransız yazar Francois Marie Arouet, Newton'un düşen bir elmaya baktığında aniden kendi adını taşıyan bir yasanın varlığını tahmin ettiğini söyledi.

Newton bu elmadan hiç bahsetmedi. Ve bugün bu güzel efsaneyi çürüterek vakit kaybetmeye değmez. Ve görünüşe göre Newton, mantıksal akıl yürütme yoluyla doğanın büyük gücünü kavramaya başladı. "Başlangıçlar"ın ilgili bölümüne dahil edilmiş olması muhtemeldir.

Yerçekimi kuvveti çekirdeğin uçuşunu etkiler

Diyelim ki, çok yüksek bir dağda, tepesi atmosferin dışında kalacak kadar yüksek, devasa bir topçu silahı yerleştirdik. Namlusu, kürenin yüzeyine kesinlikle paralel yerleştirildi ve ateşlendi. Arkı tanımlama çekirdek yere düşer.

Şarjı artırıyoruz, barutun kalitesini artırıyoruz, bir şekilde bir sonraki atıştan sonra çekirdeği daha yüksek bir hızda hareket ettiriyoruz. Çekirdek tarafından tanımlanan yay düzleşir. Çekirdek, dağımızın eteğinden çok daha uzağa düşer.

Ayrıca şarjı artırıyoruz ve ateş ediyoruz. Çekirdek o kadar yumuşak bir yörünge boyunca uçar ki, kürenin yüzeyine paralel olarak iner. Çekirdek artık Dünya'ya düşemez: Düştüğü aynı hızla, Dünya onun altından kaçar. Ve gezegenimizin etrafındaki halkayı tanımladıktan sonra, çekirdek hareket noktasına geri döner.

Bu arada silah çıkarılabilir. Sonuçta, çekirdeğin dünya etrafındaki uçuşu bir saatten fazla sürecek. Ve sonra çekirdek hızla dağın tepesinden geçecek ve Dünya'nın etrafında yeni bir daireye gidecek. Düş, eğer anlaştığımız gibi, çekirdek herhangi bir hava direnci yaşamazsa, asla başaramayacaktır.

Bunun için çekirdek hızı 8 km/sn'ye yakın olmalıdır. Ve eğer çekirdeğin uçuş hızını arttırırsanız? Önce dünya yüzeyinin eğriliğinden daha yumuşak bir yay çizerek uçacak ve Dünya'dan uzaklaşmaya başlayacaktır. Aynı zamanda, Dünya'nın yerçekiminin etkisi altındaki hızı azalacaktır.

Ve son olarak, dönerek, Dünya'ya geri düşmeye başlayacak, ancak onun yanından uçacak ve artık bir daire değil, bir elips tamamlayacak. Çekirdek, Dünya'nın Güneş etrafında, yani bir elips boyunca, gezegenimizin merkezinin bulunacağı odaklardan birinde hareket ettiği gibi, Dünya'nın etrafında hareket edecektir.

Çekirdeğin başlangıç hızını daha da arttırırsak, elips daha fazla gerilir. Bu elipsi, çekirdeğin Ay yörüngesine, hatta çok daha uzağa ulaşacağı şekilde germek mümkündür. Ancak bu çekirdeğin ilk hızı 11,2 km/s'yi geçene kadar Dünya'nın uydusu olarak kalacaktır.

Ateşlendiğinde km / s'nin üzerinde bir hız alan çekirdek, parabolik bir yörünge boyunca sonsuza dek Dünya'dan uçacak. Bir elips kapalı bir eğri ise, o zaman bir parabol sonsuza giden iki dalı olan bir eğridir. Bir elips boyunca ilerlerken, ne kadar uzun olursa olsun, kaçınılmaz olarak sistematik olarak başlangıç noktasına geri döneceğiz. Bir parabol boyunca ilerlerken asla başlangıç noktasına geri dönmeyeceğiz.

Ancak Dünya'yı bu hızla terk eden çekirdek, henüz sonsuza uçamayacaktır. Güneş'in güçlü yerçekimi, uçuş yörüngesini bükecek, bir gezegenin yörüngesi gibi kendi etrafında kapanacaktır. Çekirdek, kendi gezegen ailemizde küçük bir gezegen olan Dünya'nın kız kardeşi olacak.

Çekirdeği gezegen sisteminin dışına yönlendirmek, güneş çekiminin üstesinden gelmek için ona km/s'den daha fazla bir hız söylemek ve bu hıza Dünya'nın kendi hareket hızı eklenecek şekilde yönlendirmek gerekir. .

Yaklaşık 8 km / s hıza (bu hız, silahımızın ateş ettiği dağın yüksekliğine bağlıdır) dairesel hız olarak adlandırılır, 8 ila 11,2 km / s arasındaki hızlar eliptik, ila km / s arası parabolik, ve bu sayının üzerinde - özgürleştirici hızlar.

Burada bu hızların verilen değerlerinin sadece Dünya için geçerli olduğunu da eklemek gerekir. Mars'ta yaşasaydık, dairesel hıza ulaşmamız çok daha kolay olurdu - orada sadece 3,6 km / s ve parabolik hız 5 km / s'den sadece biraz fazla.

Öte yandan, çekirdeği Jüpiter'den bir uzay uçuşunda Dünya'dan göndermek çok daha zor olurdu: bu gezegendeki dairesel hız 42,2 km / s ve hatta parabolik hız 61,8 km / s!

Güneş'in sakinlerinin dünyalarını terk etmeleri çok zor olurdu (tabii ki böyle bir şey varsa). Bu devin dairesel hızı olmalı ve ayrılma hızı - km / s!

Böylece Newton, yüzyılın sonunda, Montgolfier kardeşlerin sıcak havayla dolu balonunun ilk uçuşundan yüz yıl önce, Wright kardeşlerin uçağının ilk uçuşlarından iki yüz yıl önce ve neredeyse çeyrek bin yıl önce. İlk sıvı roketlerin kalkışı, uydular ve uzay gemileri için gökyüzüne giden yolu işaret etti.

Yerçekimi kuvveti her kürenin doğasında vardır

Kullanarak yerçekimi kanunu bilinmeyen gezegenler keşfedildi, güneş sisteminin kökenine dair kozmogonik hipotezler oluşturuldu. Yıldızları, gezegenleri, bahçedeki elmaları ve atmosferdeki gaz moleküllerini kontrol eden doğanın ana gücü keşfedilmiş ve matematiksel olarak anlatılmıştır.

Ancak evrensel yerçekimi mekanizmasını bilmiyoruz. Newton yerçekimi açıklamaz, ancak görsel olarak gezegensel hareketin mevcut durumunu temsil eder.

Evrenin tüm bedenlerinin etkileşimine neyin neden olduğunu bilmiyoruz. Ve Newton'un bu sebeple ilgilenmediği de söylenemez. Uzun yıllar onun olası mekanizması üzerinde düşündü.

Bu arada, bu gerçekten de son derece gizemli bir güçtür. Yüz milyonlarca kilometrelik bir alanda kendini gösteren, ilk bakışta herhangi bir maddi oluşumdan yoksun, yardımıyla etkileşim aktarımını açıklayabilen bir güç.

Newton'un hipotezleri

Ve Newton başvurdu hipotez tüm Evreni doldurduğu iddia edilen belirli bir eterin varlığı hakkında. 'te, Dünya'nın cazibesini, tüm Evreni dolduran eterin, sürekli akışlar halinde Dünya'nın merkezine doğru koşması, bu hareketteki tüm nesneleri yakalaması ve bir yerçekimi kuvveti yaratması gerçeğiyle açıkladı. Aynı eter akışı Güneş'e koşar ve gezegenleri, kuyruklu yıldızları sürükleyerek eliptik yörüngelerini sağlar

Kesinlikle matematiksel olarak mantıklı bir hipotez olmasına rağmen çok inandırıcı değildi. Ama şimdi, 'da Newton, yerçekimi mekanizmasını açıklayan yeni bir hipotez yarattı. Bu kez esire, gezegenlerin yakınında ve onlardan uzakta farklı bir konsantrasyona sahip olma özelliği bahşeder. Gezegenin merkezinden ne kadar uzak olursa, eterin o kadar yoğun olduğu varsayılır. Ve tüm maddi cisimleri daha yoğun katmanlarından daha az yoğun olanlara sıkıştırma özelliğine sahiptir. Ve tüm bedenler Dünya'nın yüzeyine sıkılır.

'da Newton, esirin varlığını kesin bir dille reddeder. 'de tekrar eterin sıkıştırılması hipotezine geri döner.

Newton'un dahiyane beyni, büyük gizemin çözümü için savaştı ve onu bulamadı. Bu, bir yandan diğer yana böyle keskin atışları açıklar. Newton şöyle derdi:

Ben hipotez kurmuyorum.

Her ne kadar sadece doğrulayabilmiş olsak da, bu tamamen doğru olmasa da, kesinlikle başka bir şey söyleyebiliriz: Newton, tartışılmaz şeyleri, kararsız ve tartışmalı hipotezlerden açıkça ayırt edebildi. Ve Elementler'de büyük yasanın bir formülü vardır, ancak onun mekanizmasını açıklamaya yönelik hiçbir girişim yoktur.
Büyük fizikçi bu bilmeceyi geleceğin adamına miras bıraktı. 'de öldü.
Bugün dahi çözülmemiştir.

Newton yasasının fiziksel özü hakkındaki tartışma iki yüzyıl sürdü. Ve belki de bu tartışma, kendisine sorulan tüm soruları tam olarak yanıtlasaydı, yasanın özünü ilgilendirmeyecekti.

Ancak işin gerçeği, zamanla bu yasanın evrensel olmadığı ortaya çıktı. Bunu veya bu fenomeni açıklayamadığı durumlar olduğu. Örnekler verelim.

Seeliger'in hesaplamalarında yerçekimi kuvveti

Bunlardan ilki Seeliger paradoksu. Evrenin sonsuz ve tekdüze madde ile dolu olduğunu göz önünde bulunduran Seeliger, Newton yasasına göre, sonsuz Evrenin sonsuz büyük kütlesinin tamamının bir noktada yarattığı evrensel yerçekimi kuvvetini hesaplamaya çalıştı.

Saf matematik açısından bu kolay bir iş değildi. En karmaşık dönüşümlerin tüm zorluklarının üstesinden gelen Seeliger, istenen evrensel yerçekimi kuvvetinin Evrenin yarıçapı ile orantılı olduğunu buldu. Ve bu yarıçap sonsuza eşit olduğundan, yerçekimi kuvveti sonsuz büyük olmalıdır. Ancak bunu pratikte göremiyoruz. Bu, evrensel çekim yasasının tüm evren için geçerli olmadığı anlamına gelir.

Bununla birlikte, paradoks için başka açıklamalar da mümkündür. Örneğin, maddenin tüm Evreni eşit olarak doldurmadığını, ancak yoğunluğunun giderek azaldığını ve nihayet çok uzaklarda bir yerde hiç maddenin bulunmadığını varsayabiliriz. Ancak böyle bir resmi hayal etmek, genellikle saçma olan, maddesiz uzayın var olma olasılığını kabul etmek demektir.

Yerçekimi kuvvetinin, mesafenin karesinin artmasından daha hızlı zayıfladığını varsayabiliriz. Ancak bu, Newton yasasının şaşırtıcı uyumu konusunda şüphe uyandırıyor. Hayır ve bu açıklama bilim adamlarını tatmin etmedi. Paradoks bir paradoks olarak kaldı.

Merkür hareketinin gözlemleri

Başka bir gerçek, Newton yasasıyla açıklanmayan evrensel yerçekimi kuvvetinin eylemi, Merkür'ün hareketinin gözlemlenmesi- gezegene en yakın. Newton yasasına göre hassas hesaplamalar, perehelion'un - Merkür'ün Güneş'e en yakın hareket ettiği elipsin noktasının - yılda yay saniyesi hareket etmesi gerektiğini gösterdi.

Ve gökbilimciler bu kaymanın ark saniyeye eşit olduğunu buldular. Bu fazlalık - 42 ark saniyesi - bilim adamları tarafından sadece Newton yasasından kaynaklanan formüller kullanılarak açıklanamadı.

Hem Seeliger paradoksunu hem de Merkür'ün perhelionunun yer değiştirmesini ve diğer birçok paradoksal fenomeni ve açıklanamaz gerçekleri açıkladı. Albert Einstein, tüm zamanların en büyük olmasa da en büyük fizikçilerinden biri. Can sıkıcı küçük şeyler arasında şu soru vardı: eterik rüzgar.

Albert Michelson'ın Deneyleri

Bu sorunun doğrudan yerçekimi sorunuyla ilgili olmadığı görülüyordu. Optikle, ışıkla ilgiliydi. Daha doğrusu, hızının tanımına.

Işık hızını ilk belirleyen Danimarkalı astronomdu. Olaf Römer Jüpiter'in uydularının tutulmasını izlemek. Bu, gibi erken bir tarihte oldu.

Amerikalı fizikçi Albert Michelson yüzyılın sonunda, tasarladığı aparatı kullanarak, ışığın karasal koşullardaki hızının bir dizi tespitini gerçekleştirdi.

'de ışık hızını + 4 km/s olarak verdi ki bu o zamanlar için mükemmel bir kesinlikti. Ama işin özü farklı. 'de eterik rüzgarı araştırmaya karar verdi. Sonunda, varlığıyla hem yerçekimi etkileşiminin iletimini hem de ışık dalgalarının iletimini açıklamaya çalıştıkları o eterin varlığını kurmak istedi.

Michelson muhtemelen zamanının en dikkat çekici deneycisiydi. Mükemmel bir donanımı vardı. Ve başarıdan neredeyse emindi.

Deneyimin özü

Bir deneyim böyle düşünülmüştü. Dünya yörüngesinde yaklaşık 30 km/sn hızla hareket etmektedir.. Havada hareket eder. Bu, alıcının önündeki bir kaynaktan gelen ışığın Dünya'nın hareketine göre hızının, diğer taraftaki bir kaynaktan daha büyük olması gerektiği anlamına gelir. İlk durumda, ışık hızına eterik rüzgarın hızı eklenmelidir; ikinci durumda, ışık hızı bu değer kadar azalmalıdır.

Tabii ki, Dünya'nın Güneş etrafındaki yörüngesindeki hızı, ışık hızının sadece on binde biri kadardır. Böyle küçük bir terim bulmak çok zor, ancak Michelson'a bir nedenden dolayı kesinlik kralı denildi. Işık ışınlarının hızlarındaki "zor" farkı yakalamak için ustaca bir yol kullandı.

Işını iki eşit akıma böldü ve onları karşılıklı olarak dik yönlerde yönlendirdi: meridyen boyunca ve paralel boyunca. Aynalardan yansıyan ışınlar geri döndü. Paralel boyunca giden ışın, meridyen ışınına eklendiğinde eterik rüzgarın etkisine maruz kalsaydı, girişim saçakları ortaya çıkmalıydı, iki ışının dalgaları aynı fazda kaymış olurdu.

Bununla birlikte, Michelson için her iki ışının yollarını tam olarak aynı olacak şekilde büyük bir doğrulukla ölçmek zordu. Bu nedenle aparatı parazit saçakları olmayacak şekilde yaptı ve ardından 90 derece döndürdü.

Meridyon demeti enlemesine ve tam tersi oldu. Eterik bir rüzgar varsa, göz merceğinin altında siyah ve açık çizgiler görünmelidir! Ama değildiler. Belki de cihazı döndürürken bilim adamı onu hareket ettirdi.

Öğleden sonra kurdu ve düzeltti. Ne de olsa kendi ekseni etrafında da dönüyor. Ve bu nedenle, günün farklı saatlerinde, enlemsel ışın, yaklaşmakta olan eterik rüzgara göre farklı bir konuma sahiptir. Şimdi, aparat kesinlikle hareketsiz olduğunda, deneyin doğruluğuna ikna edilebilir.

Yine girişim saçakları yoktu. Deney birçok kez yapıldı ve Michelson ve onunla birlikte o zamanın tüm fizikçileri şaşırdı. Eterik rüzgar algılanmadı! Işık her yöne aynı hızda gitti!

Bunu kimse açıklayamadı. Michelson deneyi tekrar tekrar tekrarladı, ekipmanı geliştirdi ve sonunda neredeyse inanılmaz bir ölçüm doğruluğu elde etti, deneyin başarısı için gerekenden daha büyük bir büyüklük sırası. Ve yine hiçbir şey!

Albert Einstein'ın Deneyleri

Bir sonraki büyük adım yerçekimi kuvveti bilgisi yaptı Albert Einstein.
Albert Einstein'a bir keresinde soruldu:

Özel görelilik teorinize nasıl ulaştınız? Hangi koşullar altında parlak bir fikir buldunuz? Bilim adamı cevap verdi: “Bana her zaman durum böyleymiş gibi geldi.

Belki açık sözlü olmak istemiyordu, belki de can sıkıcı muhataptan kurtulmak istiyordu. Ancak Einstein'ın zaman, uzay ve hız arasındaki bağlantı fikrinin doğuştan geldiğini hayal etmek zor.

Hayır, elbette, ilk başta şimşek kadar parlak bir önsezi vardı. Sonra gelişme başladı. Hayır, bilinen fenomenlerle çelişki yoktur. Ve sonra, fiziksel bir dergide yayınlanan formüllerle dolu beş sayfa çıktı. Fizikte yeni bir çağ açan sayfalar.

Uzayda uçan bir uzay gemisi hayal edin. Sizi hemen uyaracağız: Yıldız gemisi çok tuhaf, bilim kurgu hikayelerinde okumadığınız türden. Uzunluğu bin kilometre ve hızı, diyelim ki, bin km / s. Ve bu uzay gemisi, uzaydaki ara platformlardan birinin yanında durmadan uçuyor. Son hızla.

Yolculardan biri elinde bir saatle yıldız gemisinin güvertesinde duruyor. Ve sen ve ben, okuyucu, bir platformda duruyoruz - uzunluğu bir yıldız gemisinin boyutuna, yani bin kilometreye karşılık gelmelidir, aksi takdirde ona yapışamaz. Bir de elimizde bir saat var.

Yıldız gemisinin pruvasının platformumuzun arka kenarına ulaştığı anda, onu çevreleyen alanı aydınlatan bir fenerin parladığını fark ettik. Bir saniye sonra bir ışık huzmesi platformumuzun ön kenarına ulaştı. Bundan şüphemiz yok, çünkü ışığın hızını biliyoruz ve saatteki tam olarak karşılık gelen anı saptamayı başardık. Ve bir yıldız gemisinde

Ama yıldız gemisi de ışık huzmesine doğru uçtu. Ve platformun ortasına yakın bir yerdeyken ışığın kıçını aydınlattığını kesinlikle gördük. Işık huzmesinin geminin pruvasından kıç tarafına kadar bin kilometreyi kapsamadığını kesinlikle gördük.

Ancak yıldız gemisinin güvertesindeki yolcular başka bir şeyden emindir. Işınlarının pruvadan kıça kadar bin kilometrelik tüm mesafeyi kapsadığından eminler. Sonuçta, bunun için bir saniye harcadı. Onlar da bunu kesinlikle doğru bir şekilde saatlerine kaydettiler. Ve başka türlü nasıl olabilirdi: Sonuçta, ışığın hızı kaynağın hızına bağlı değil

Nasıl yani? Sabit bir platformdan bir şey, bir yıldız gemisinin güvertesinde onlara başka bir şey mi görüyoruz? Sorun ne?

Einstein'ın görelilik kuramı

Hemen not edilmelidir: Einstein'ın görelilik kuramı ilk bakışta, dünyanın yapısı hakkındaki yerleşik fikrimizle kesinlikle çelişir. Sunmaya alıştığımız için sağduyuyla da çeliştiğini söyleyebiliriz. Bu, bilim tarihinde birçok kez olmuştur.

Ancak Dünya'nın küreselliğinin keşfi sağduyuya aykırıydı. İnsanlar nasıl olur da karşı tarafta yaşar ve uçuruma düşmez?

Bizim için Dünya'nın küreselliği şüphesiz bir gerçektir ve sağduyu açısından başka herhangi bir varsayım anlamsız ve vahşidir. Ama zamanınızdan geri adım atın, bu fikrin ilk ortaya çıkışını hayal edin ve onu kabul etmenin ne kadar zor olduğunu anlayacaksınız.

Peki, Dünya'nın hareketsiz olmadığını, yörüngesi boyunca bir gülleden onlarca kat daha hızlı uçtuğunu kabul etmek daha mı kolaydı?

Bütün bunlar sağduyunun enkazlarıydı. Bu nedenle, modern fizikçiler buna asla atıfta bulunmazlar.

Şimdi özel görelilik kuramına dönelim. Dünya onu ilk kez 'te az bilinen bir isim olan Albert Einstein tarafından imzalanan bir makaleden tanıdı. Ve o zamanlar sadece 26 yaşındaydı.

Einstein bu paradokstan çok basit ve mantıklı bir varsayımda bulundu: Platformdaki bir gözlemcinin bakış açısından, hareket halindeki bir arabada kol saatinizin ölçtüğünden daha az zaman geçmiştir. Arabada, zamanın geçişi, sabit platformdaki zamana kıyasla yavaşladı.

Bu varsayımdan mantıksal olarak oldukça şaşırtıcı şeyler çıktı. Tramvayda işe giden bir kişinin, aynı yoldan giden bir yayaya kıyasla, hem hızdan dolayı zamandan tasarruf ettiği hem de onun için daha yavaş gittiği ortaya çıktı.

Ancak, ebedi gençliği bu şekilde korumaya çalışmayın: Bir fayton sürücüsü olsanız ve hayatınızın üçte birini bir tramvayda geçirseniz bile, 30 yıl içinde saniyenin milyonda birinden fazlasını kazanamazsınız. Zaman kazancının fark edilir hale gelmesi için ışık hızına yakın bir hızda hareket etmek gerekir.

Cisimlerin hızlarındaki artışın kütlelerine yansıdığı ortaya çıktı. Bir cismin hızı ışık hızına ne kadar yakınsa kütlesi o kadar büyük olur. Işık hızına eşit bir cismin hızında, kütlesi sonsuza eşittir, yani Dünya'nın, Güneş'in, Galaksinin, tüm Evrenimizin kütlesinden daha büyüktür Bu ne kadar kütle basit bir parke taşında yoğunlaştırılarak hızlandırılabilir
Sveta!

Bu, herhangi bir maddi cismin ışık hızına eşit bir hız geliştirmesine izin vermeyen bir sınırlama getirir. Sonuçta, kütle büyüdükçe, onu dağıtmak gittikçe zorlaşıyor. Ve sonsuz bir kütle hiçbir kuvvet tarafından hareket ettirilemez.

Ancak doğa, bütün bir parçacık sınıfı için bu yasaya çok önemli bir istisna yapmıştır. Örneğin, fotonlar için. Işık hızında hareket edebilirler. Daha doğrusu, başka bir hızda hareket edemezler. Hareketsiz bir foton hayal etmek düşünülemez.

Dururken kütlesi yoktur. Ayrıca, nötrinoların bir dinlenme kütlesi yoktur ve ayrıca, Evrenimizde mümkün olan en yüksek hızda, ışığı sollamadan ve ona ayak uydurmadan uzayda sonsuz sınırsız bir uçuşa mahkumdurlar.

Özel görelilik kuramının sıraladığımız sonuçlarının her birinin şaşırtıcı, paradoksal olduğu doğru değil mi? Ve elbette her biri "sağduyuya" aykırıdır!

Ancak ilginç olan şudur: somut biçiminde değil, geniş bir felsefi konum olarak, tüm bu şaşırtıcı sonuçlar diyalektik materyalizmin kurucuları tarafından öngörülmüştür. Bu çıkarımlar ne diyor? Hareket eden bir cismin enerji ve kütle, kütle ve hız, hız ve zaman, hız ve uzunluğunu birbirine bağlayan bağlantılar hakkında…

Einstein'ın çimento (daha fazlası:) gibi, takviyeyi veya temel taşlarını birbirine bağlayan karşılıklı bağımlılığı keşfetmesi, daha önce birbirinden bağımsız görünen şeyleri ve fenomenleri birbirine bağladı ve bilim tarihinde ilk kez üzerine kurulduğu temeli yarattı. uyumlu bir bina inşa etmek mümkündür. Bu bina, evrenimizin nasıl çalıştığının bir temsilidir.

Ama önce, yine Albert Einstein tarafından yaratılan genel görelilik kuramı hakkında en azından birkaç söz.

Albert Einstein

Bu isim - genel görelilik teorisi - tartışılacak olan teorinin içeriğine tam olarak uymuyor. Uzay ve madde arasında karşılıklı bağımlılık kurar. Demek ki onu aramak daha doğru olurdu. uzay-zaman teorisi, veya yerçekimi teorisi.

Ancak bu isim Einstein'ın teorisiyle o kadar yakınlaştı ki, şimdi onun yerine koyma sorusunu gündeme getirmek bile birçok bilim insanına uygunsuz geliyor.

Genel görelilik teorisi, madde ile onu içeren zaman ve uzay arasındaki karşılıklı bağımlılığı kurdu. Uzay ve zamanın maddeden ayrı olarak var olamayacağı, özelliklerinin de onları dolduran maddeye bağlı olduğu ortaya çıktı.

Tartışmanın başlangıç noktası

Bu nedenle, kişi yalnızca belirtebilir tartışmanın başlangıç noktası ve bazı önemli sonuçlara varın.

Uzay yolculuğunun başlangıcında, beklenmedik bir felaket kütüphaneyi, film fonunu ve zihnin diğer depolarını, uzayda uçan insanların hafızasını yok etti. Ve yerli gezegenin doğası, yüzyılların değişiminde unutulur. Evrensel yerçekimi yasası bile unutuldu, çünkü roket neredeyse hissedilmediği galaksiler arası uzayda uçuyor.

Ancak geminin motorları mükemmel çalışıyor, bataryalardaki enerji beslemesi pratikte sınırsız. Çoğu zaman, gemi ataletle hareket eder ve sakinleri ağırlıksızlığa alışır. Ancak bazen motorları çalıştırırlar ve geminin hareketini yavaşlatırlar veya hızlandırırlar. Jet nozulları renksiz bir alevle boşluğa parladığında ve gemi hızlanan bir hızla hareket ettiğinde, sakinler vücutlarının ağırlaştığını, geminin etrafında dolaşmak zorunda kaldıklarını ve koridorlardan uçmadıklarını hissederler.

Ve şimdi uçuş tamamlanmaya yakın. Gemi yıldızlardan birine uçar ve en uygun gezegenin yörüngesine düşer. Yıldız gemileri, taze yeşil zeminde yürürken, geminin hızlandırılmış bir hızla hareket ettiği zamandan tanıdık gelen aynı ağırlık hissini sürekli olarak yaşarlar.

Ama gezegen eşit hareket ediyor. m/s2 sabit ivme ile onlara doğru uçamaz! Ve yerçekimi alanı (yerçekimi kuvveti) ve ivmenin aynı etkiyi verdiği ve belki de ortak bir yapıya sahip olduğu ilk varsayımına sahipler.

Dünyalı çağdaşlarımızdan hiçbiri bu kadar uzun bir uçuşta değildi, ancak birçok insan vücutlarını “ağırlaştırma” ve “aydınlatma” fenomenini hissetti. Zaten sıradan bir asansör, hızlandırılmış bir hızla hareket ettiğinde bu hissi yaratır. İnerken ani bir ağırlık kaybı hissedersiniz, çıkarken ise tam tersine zemin bacaklarınıza normalden daha fazla baskı yapar.

Ama tek bir duygu hiçbir şeyi kanıtlamaz. Ne de olsa, duyumlar bizi Güneş'in gökyüzünde hareketsiz Dünya'nın etrafında hareket ettiğine, tüm yıldızların ve gezegenlerin bizden aynı uzaklıkta, gökkubbede vb. olduğuna ikna etmeye çalışır.

Bilim adamları, duyumları deneysel doğrulamaya tabi tuttular. Newton bile bu iki olgunun tuhaf özdeşliğini düşündü. Onlara sayısal özellikler kazandırmaya çalıştı. Yerçekimini ölçtükten sonra, değerlerinin her zaman kesinlikle birbirine eşit olduğuna ikna oldu.

Pilot tesisin sarkaçlarını hangi malzemelerden yaptıysa: gümüş, kurşun, cam, tuz, tahta, su, altın, kum, buğdaydan. Sonuç aynıydı.

denklik ilkesi Teorinin modern yorumunun artık bu ilkeye ihtiyacı olmamasına rağmen, bahsettiğimiz , genel görelilik teorisinin temelidir. Bu ilkeden çıkan matematiksel tümdengelimleri atlayarak, doğrudan genel görelilik kuramının bazı sonuçlarına geçelim.

Büyük madde kütlelerinin varlığı, çevredeki alanı büyük ölçüde etkiler. Uzayın homojen olmamaları olarak tanımlanabilecek bu tür değişikliklere yol açar. Bu homojensizlikler, çeken cisme yakın olan herhangi bir kütlenin hareketini yönlendirir.

Genellikle böyle bir benzetmeye başvurur. Dünya yüzeyine paralel bir çerçeveye sıkıca gerilmiş bir tuval hayal edin. Üzerine ağır bir ağırlık koyun. Bu bizim büyük çeken kitlemiz olacak. Tabii ki, tuvali bükecek ve bir girintiye girecek. Şimdi topu, yolunun bir kısmı çeken kütlenin yanında olacak şekilde bu tuvalin üzerine yuvarlayın. Topun nasıl fırlatılacağına bağlı olarak üç seçenek mümkündür.

Top, tuvalin bükülmesinin yarattığı girintiden yeterince uzağa uçacak ve hareketini değiştirmeyecektir.
Top girintiye dokunacak ve hareket çizgileri çeken kütleye doğru bükülecektir.
Top bu deliğe düşecek, içinden çıkamayacak ve yerçekimi kütlesi etrafında bir veya iki tur yapacak.

Üçüncü seçeneğin, çekim alanına dikkatsizce uçan yabancı bir cismin bir yıldız veya gezegen tarafından yakalanmasını çok güzel bir şekilde modellediği doğru değil mi?

Ve ikinci durum, olası yakalama hızından daha yüksek bir hızda uçan bir cismin yörüngesinin bükülmesidir! İlk durum, yerçekimi alanının pratik erişiminin dışında uçmaya benzer. Evet, pratiktir çünkü teorik olarak yerçekimi alanı sınırsızdır.

Tabii ki, bu çok uzak bir benzetme, çünkü hiç kimse üç boyutlu uzayımızın sapmasını gerçekten hayal edemiyor. Bu sapmanın veya eğriliğin fiziksel anlamı nedir, genellikle dedikleri gibi, kimse bilmiyor.

Genel görelilik teorisinden, herhangi bir maddi cismin yerçekimi alanında yalnızca eğri çizgiler boyunca hareket edebileceği sonucu çıkar. Sadece özel durumlarda eğri düz bir çizgiye dönüşür.

Işık ışını da bu kurala uyar. Sonuçta, uçuşta belirli bir kütleye sahip fotonlardan oluşur. Ve yerçekimi alanının bir molekül, bir asteroit veya bir gezegen üzerinde olduğu kadar onun üzerinde de etkisi vardır.

Bir diğer önemli sonuç ise yerçekimi alanının zamanın akışını da değiştirdiğidir. Büyük bir çekici kütlenin yakınında, yarattığı güçlü bir yerçekimi alanında, zamanın geçişi ondan daha yavaş olmalıdır.

Görüyorsunuz ve genel görelilik teorisi, "sağduyu" fikirlerimizi tekrar tekrar altüst edebilecek paradoksal sonuçlarla dolu!

yerçekimi çöküşü

Kozmik doğanın inanılmaz bir fenomeni hakkında konuşalım - yerçekimi çöküşü (felaket sıkıştırma) hakkında. Bu fenomen, yerçekimi kuvvetlerinin, doğada var olan başka hiçbir kuvvetin onlara karşı koyamayacağı kadar muazzam büyüklüklere ulaştığı devasa madde birikimlerinde meydana gelir.

Newton'un ünlü formülünü hatırlayın: yerçekimi kuvveti ne kadar büyükse, yerçekimi cisimleri arasındaki mesafenin karesi o kadar küçük olur. Böylece, malzeme oluşumu ne kadar yoğun olursa, boyutu ne kadar küçük olursa, yerçekimi kuvvetleri o kadar hızlı artar, yıkıcı kucaklamaları o kadar kaçınılmaz olur.

Doğanın maddenin görünüşte sınırsız sıkıştırılmasıyla mücadele ettiği kurnaz bir teknik vardır. Bunu yapmak için, süperdev yerçekimi kuvvetlerinin etki alanında zamanın akışını durdurur ve zincirlenmiş madde kütleleri, sanki garip bir uyuşuk rüyada donmuş, Evrenimizden ayrılır.

Kozmosun bu "kara deliklerinin" ilki muhtemelen çoktan keşfedilmiştir. Sovyet bilim adamları O. Kh. Huseynov ve A. Sh. Novruzova'nın varsayımına göre, bu İkizler deltasıdır - görünmez bir bileşeni olan bir çift yıldız.

Görünür bileşenin kütlesi güneştir ve görünmez "partneri", hesaplamalara göre, görünenden dört kat daha büyük olmalıdır. Ama ondan hiçbir iz yok: Doğanın en şaşırtıcı yaratılışını, "kara delik"i görmek imkansız.

Sovyet bilim adamı Profesör K.P. Stanyukovich, “bir kalemin ucunda” dedikleri gibi, tamamen teorik yapılarla “donmuş madde” parçacıklarının çok çeşitli boyutlarda olabileceğini gösterdi.

Kuasarlara benzer, sürekli olarak Galaksimizin milyar yıldızının yaydığı kadar enerji yayan devasa oluşumları mümkündür.
Sadece birkaç güneş kütlesine eşit, çok daha mütevazı kümeler mümkündür. Hem bunlar hem de diğer nesneler, "uyuyan" maddeden değil, sıradan maddeden ortaya çıkabilir.
Ve kütle olarak temel parçacıklarla orantılı, tamamen farklı bir sınıfın oluşumları mümkündür.

Ortaya çıkmaları için, önce onları devasa bir baskıya maruz bırakan maddeyi tabi tutmak ve onu Schwarzschild küresinin - bir dış gözlemci için zamanın tamamen durduğu bir küre - sınırlarına sokmak gerekir. Ve bundan sonra basınç kaldırılsa bile, zamanın durduğu parçacıklar Evrenimizden bağımsız olarak var olmaya devam edecekler.

plankeonlar

Plankeonlar çok özel bir parçacık sınıfıdır. K.P.'ye göre son derece ilginç bir özelliğe sahipler. Plankeonun içine baktığımızda, maddeyi evrenimizin doğum anında olduğu gibi görebiliyorduk. Teorik hesaplamalara göre, Evrende yaklaşık plankeon, bir kenarı 10 santimetre olan bir uzay küpünde yaklaşık bir plankeon vardır. Bu arada, Stanyukovich ile aynı zamanda ve (ondan bağımsız olarak, plankeonların hipotezi Akademisyen M.A. Markov tarafından ileri sürüldü. Sadece Markov onlara farklı bir isim verdi - özdeyişler.

Plankeonların özel özellikleri, bazen temel parçacıkların paradoksal dönüşümlerini açıklamak için de kullanılabilir. İki parçacık çarpıştığında, parçaların asla oluşmadığı, ancak diğer temel parçacıkların ortaya çıktığı bilinmektedir. Bu gerçekten şaşırtıcı: Sıradan bir dünyada, bir vazoyu kırarken, asla bütün bardakları ve hatta rozetleri alamayacağız. Ancak, her temel parçacığın derinliklerinde bir plankeon, bir veya birkaç ve bazen de birçok plankeon olduğunu varsayalım.

Parçacıkların çarpışması anında, plankeonun sıkıca bağlanmış "torbası" hafifçe açılır, bazı parçacıklar içine "düşer" ve çarpışma sırasında ortaya çıktığını düşündüğümüz "dışarı atlar" yerine. Aynı zamanda, çalışkan bir muhasebeci olarak plankeon, temel parçacıklar dünyasında kabul edilen tüm "koruma yasalarını" sağlayacaktır.
Peki, evrensel yerçekimi mekanizmasının bununla ne ilgisi var?

K. P. Stanyukovich'in hipotezine göre yerçekiminden "sorumlu", temel parçacıklar tarafından sürekli olarak yayılan gravitonlar olarak adlandırılan küçük parçacıklardır. Bir güneş ışınında dans eden bir toz zerresi küreden daha küçük olduğu için, gravitonlar da ikincisinden çok daha küçüktür.

Gravitonların radyasyonu bir dizi düzenliliğe uyar. Özellikle, uzayın o bölgesine uçmak daha kolaydır. Hangisi daha az graviton içerir. Bu, uzayda iki gök cismi varsa, her ikisinin de gravitonları ağırlıklı olarak "dışarı", birbirine zıt yönlerde yayacakları anlamına gelir. Bu, bedenlerin birbirine yaklaşmasına, birbirini çekmesine neden olan bir dürtü yaratır.

Isaac Newton, doğadaki herhangi bir cisim arasında karşılıklı çekim kuvvetleri olduğunu öne sürdü. Bu kuvvetler denir yerçekimi kuvvetleri veya yerçekimi kuvvetleri. Önlenemez yerçekimi kuvveti, uzayda, güneş sisteminde ve Dünya'da kendini gösterir.

Yerçekimi kanunu

Newton, gök cisimlerinin hareket yasalarını genelleştirdi ve \ (F \) kuvvetinin şuna eşit olduğunu buldu:

\[ F = G \dfrac(m_1 m_2)(R^2) \]

\(m_1 \) ve \(m_2 \) etkileşen cisimlerin kütleleridir, \(R \) aralarındaki mesafedir, \(G \) orantılılık katsayısıdır, buna denir yerçekimi sabiti. Yerçekimi sabitinin sayısal değeri, kurşun bilyeler arasındaki etkileşim kuvvetini ölçen Cavendish tarafından deneysel olarak belirlendi.

Yerçekimi sabitinin fiziksel anlamı, evrensel yerçekimi yasasından kaynaklanmaktadır. Eğer bir \(m_1 = m_2 = 1 \text(kg) \), \(R = 1 \text(m) \) , sonra \(G = F \) , yani yerçekimi sabiti, 1 kg'lık iki cismin 1 m mesafede çekildiği kuvvete eşittir.

Sayısal değer:

\(G = \cdot() 10^() N \cdot() m^2/ kg^2 \) .

Evrensel yerçekimi kuvvetleri doğadaki herhangi bir cisim arasında hareket eder, ancak büyük kütlelerde (veya en azından cisimlerden birinin kütlesi büyükse) somut hale gelirler. Evrensel yerçekimi yasası yalnızca maddi noktalar ve toplar için yerine getirilir (bu durumda, topların merkezleri arasındaki mesafe, mesafe olarak alınır).

Yerçekimi

Özel bir evrensel yerçekimi kuvveti türü, cisimlerin Dünya'ya (veya başka bir gezegene) çekim kuvvetidir. Bu kuvvet denir Yerçekimi. Bu kuvvetin etkisi altında tüm cisimler serbest düşme ivmesi kazanır.

Newton'un ikinci yasasına göre \(g = F_T /m\) , bu nedenle \(F_T = mg \) .

M Dünyanın kütlesi ise, R yarıçapı, m verilen cismin kütlesi ise, yerçekimi kuvveti eşittir

\(F = G \dfrac(M)(R^2)m = mg \) .

Yerçekimi kuvveti her zaman Dünya'nın merkezine doğru yönlendirilir. Dünya yüzeyinden yüksekliği \ (h \) ve vücudun konumunun coğrafi enlemine bağlı olarak, serbest düşüş ivmesi farklı değerler alır. Dünya yüzeyinde ve orta enlemlerde serbest düşüş ivmesi m/s 2'dir.

Vücut ağırlığı

Teknolojide ve günlük yaşamda vücut ağırlığı kavramı yaygın olarak kullanılmaktadır.

Vücut ağırlığı\(P \) ile gösterilir. Ağırlık birimi Newton'dur (N). Ağırlık, cismin desteğe uyguladığı kuvvete eşit olduğundan, Newton'un üçüncü yasasına göre, cismin ağırlığı, desteğin tepki kuvvetine eşit büyüklüktedir. Bu nedenle, vücudun ağırlığını bulmak için desteğin tepki kuvvetinin neye eşit olduğunu belirlemek gerekir.

Destek veya süspansiyona göre cismin hareketsiz olduğu varsayılır.

Vücut ağırlığı ve yerçekimi doğada farklılık gösterir: vücut ağırlığı, moleküller arası kuvvetlerin etkisinin bir tezahürüdür ve yerçekimi, yerçekimi doğasına sahiptir.

Bir cismin ağırlığının sıfır olduğu duruma denir. ağırlıksızlık. Hareket hızının yönü ve değeri ne olursa olsun, serbest düşüşün hızlanmasıyla hareket ederken bir uçakta veya uzay aracında ağırlıksızlık durumu gözlenir. Dünya atmosferinin dışında, jet motorları kapatıldığında, uzay aracına yalnızca evrensel yerçekimi kuvveti etki eder. Bu kuvvetin etkisi altında uzay gemisi ve içindeki tüm cisimler aynı ivme ile hareket eder, dolayısıyla gemide ağırlıksızlık durumu gözlenir.

Tarayıcınızda Javascript devre dışı.
Hesaplamaların yapılabilmesi için ActiveX kontrollerinin etkinleştirilmesi gerekir!

Kategoride popüler:

Danil Koretsky: Dövmeli cilt

okuman

Aile hakkında dövme yazı

okuman

Skyrim'de taş ocağı taşı nereden bulunur Skyrim'de taş ocağı taşı nereden alınır

Skyrim'de taş ocağı taşı nerede bulunur Taş ocağı taşı nereden alınır

okuman

İzografları tahmin ettikten sonra nesnelerin isimlerini öğreneceksiniz.

okuman

Yer Çekimi Formülü

Diğer faktörler[değiştir kaynağı değiştir]

Newton'un klasik yerçekimi teorisi. Evrensel çekim yasası nedir: büyük keşfin formülü

Yerçekimi kanunu

yerçekimi yönü

Hatırlanması gereken ana şey

Aristoteles, büyük nesnelerin hafif olanlardan daha hızlı yere düştüğünü iddia etti.

Ters kare kanunu

Evrensel yerçekimi yasası bir formül olarak yazılabilir: F = G(Mm/r2).

Adam ilerleme yolunda

Galaksilerin doğuşunun kökenlerinde evrensel yerçekimi kuvveti

Bilim adamları yerçekimi kuvveti hakkında

Isaac Newton'un yerçekimi kuvveti

Yerçekimi kuvveti çekirdeğin uçuşunu etkiler

Yerçekimi kuvveti her kürenin doğasında vardır

Newton'un hipotezleri

Seeliger'in hesaplamalarında yerçekimi kuvveti

Merkür hareketinin gözlemleri

Albert Michelson'ın Deneyleri

Deneyimin özü

Albert Einstein'ın Deneyleri

Einstein'ın görelilik kuramı

Tartışmanın başlangıç ​​noktası

yerçekimi çöküşü

plankeonlar

Yerçekimi

Vücut ağırlığı

Evrensel yerçekimi yasası bir formül olarak yazılabilir:
F = G(Mm/r2).

Tartışmanın başlangıç noktası