Referat. Di seluruh dunia. Apa hukum gravitasi global: rumus penemuan besar ketergantungan gaya pada massa tubuh

Kami beralih ke masalah lain dari pengetahuan ilmiah: Apakah selalu ada kesempatan untuk menetapkan kebenaran pada prinsipnya - setidaknya. Tidak selalu. Kami memberikan contoh berdasarkan "Kelas Global" yang sama. Seperti yang Anda ketahui, kecepatan cahaya terbatas, akibatnya, objek jarak jauh yang kita lihat bukan di mana mereka berada saat ini, tetapi kita melihatnya pada titik di mana sinar cahaya terlihat dimulai. Banyak bintang mungkin tidak, hanya ada cahaya mereka - tema beatey. Dan di sini umum - Kecepatan apa itu berlaku? Laplas masih berhasil menetapkan bahwa matahari berasal dari sana, di mana kita melihatnya, tetapi dari titik lain. Setelah menganalisis data yang terakumulasi pada saat Laplace menemukan bahwa "gravitasi" memanjang lebih cepat dari cahaya, setidaknya pada tujuh pesanan! Pengukuran modern memindahkan kecepatan distribusi gravitasi bahkan lebih jauh - setidaknya 11 Pesanan kecepatan kecepatan cahaya.

Ada kecurigaan besar bahwa "gravitasi" memanjang secara umum secara instan. Tetapi jika itu benar-benar terjadi, bagaimana cara menginstalnya - setelah semua, setiap pengukuran secara teoritis tidak mungkin tanpa kesalahan. Jadi kita tidak akan pernah tahu apakah kecepatan ini terbatas atau tak terbatas. Dan dunia di mana dia memiliki batas, dan dunia di mana dia tak terbatas - ini adalah "dua perbedaan besar", dan kita tidak akan pernah tahu apa dunia kita hidup! Di sini dia adalah batas yang diletakkan oleh pengetahuan ilmiah. Menerima satu atau sudut pandang lain adalah kasusnya iman, benar-benar irasional, bukan logika. Bagaimana tidak memberikan logika iman apa pun pada "gambaran ilmiah dunia", yang didasarkan pada "hukum dunia komunitas", yang hanya ada di kepala zombie, dan yang tidak ditemukan di dunia di sekitar ...

Sekarang kita akan meninggalkan Hukum Newton, dan dalam kesimpulan Kami memberikan contoh visual tentang fakta bahwa undang-undang yang terbuka di Bumi sama sekali tidak universal untuk seluruh alam semesta.

Lihatlah bulan yang sama. Lebih disukai di bulan purnama. Mengapa bulan terlihat seperti cakram - agak sangat mengenal bunker, bentuk yang dia miliki? Lagi pula, dia adalah bola, dan bola, jika diterangi dari fotografer, sepertinya ini: di tengah - silau, maka pencahayaan tetes, ke tepi disk gambar lebih gelap.

Bulan di langit iluminasi seragam - yang ada di tengah, bahwa di ujung-ujungnya, lihat saja langit. Anda dapat menggunakan teropong yang baik atau kamera dengan "zoom" optik yang kuat, contoh foto seperti itu diberikan di awal artikel. Itu dihapus dengan perkiraan 16 kali lipat. Gambar ini dapat diproses dalam editor grafis apa pun, memperkuat kontras untuk memastikan - semuanya begitu ada, apalagi, kecerahan pada tepi disk di bagian atas dan bawah bahkan lebih tinggi daripada maksimum.

Di sini kita punya contoh dari apa hukum optik di bulan dan di bumi benar-benar berbeda! Bulan untuk beberapa alasan semua cahaya insiden mencerminkan terhadap Bumi. Kami tidak memiliki alasan untuk menyebarluaskan pola yang diidentifikasi dalam kondisi lahan, ke seluruh alam semesta. Ini bukan fakta bahwa "konstanta" fisik adalah konstanta dan tidak berubah seiring waktu.

Semua hal di atas menunjukkan bahwa "teori" "lubang hitam", "Bosons Higgs" dan banyak lagi bahkan bukan fiksi ilmiah, tetapi hanya omong kosongLebih besar dari teori bahwa bumi terletak pada kura-kura, gajah dan paus ...

Alam: Dunia Dunia

Fenomena yang paling penting secara konstan dipelajari oleh fisikawan adalah gerakan. Fenomena elektromagnetik, hukum mekanika, proses termodinamika dan kuantum - semua berbagai fragmen semesta ini dipelajari oleh fisika. Dan semua proses ini berkurang, satu atau lain cara, hingga satu hingga.

Dalam kontak dengan

Segala sesuatu di alam semesta bergerak. Gravitasi adalah fenomena yang akrab bagi semua orang sejak kecil, kami dilahirkan di bidang gravitasi planet kami, fenomena fisik ini dianggap oleh kami di tingkat intuitif yang dalam dan, tampaknya, bahkan tidak memerlukan studi.

Tapi, sayangnya, pertanyaannya adalah mengapa dan bagaimana semua tubuh saling tertarik satu sama lain, Tetap dan hari ini tidak sepenuhnya diungkapkan, meskipun dipelajari bersama dan di seberang.

Dalam artikel ini, kita akan melihat ketertarikan di seluruh dunia di Newton adalah teori gravitasi klasik. Namun, sebelum pindah ke formula dan contoh, kita akan menceritakan tentang esensi dari masalah daya tarik dan membiarkannya mendefinisikan.

Mungkin studi tentang gravitasi telah menjadi awal dari filsafat alami (ilmu pemahaman esensi hal-hal), mungkin, filsafat alami memunculkan pertanyaan tentang esensi gravitasi, tetapi, satu atau lain cara, masalah tubuh tertarik pada Yunani kuno.

Gerakan itu dipahami sebagai esensi dari karakteristik sensual tubuh, atau lebih tepatnya, tubuh bergerak sampai pengamat melihatnya. Jika kita tidak dapat mengukur fenomena, timbang, masuk akal, apakah itu berarti bahwa fenomena ini tidak ada? Secara alami, bukan berarti. Dan karena Aristoteles mengerti ini, refleksi dimulai pada esensi gravitasi.

Ternyata ternyata di hari-hari kita, setelah banyak puluh berabad-abad, gravitasi adalah dasar dari tidak hanya daya tarik duniawi dan daya tarik planet kita K, tetapi juga dasar untuk asal-usul alam semesta dan hampir semua partikel elementer yang tersedia.

Tugas gerakan

Kami akan melakukan eksperimen mental. Ambil bola kecil di tangan kiri. Benar mengambil yang sama. Lepaskan bola kanan, dan dia akan mulai jatuh. Kiri pada saat yang sama tetap di tangan, itu masih nyata.

Saya akan menghentikan waktu mental. Bola kanan jatuh "membeku" di udara, kiri masih ada di tangan. Bola kanan diberkahi dengan "energi" gerakan, kiri - tidak. Tapi apa perbedaan yang dalam dan bermakna di antara mereka?

Di mana, di mana bagian dari Bola Insiden terdaftar, apa yang harus dia pindah? Dia memiliki massa yang sama, volume yang sama. Itu memiliki atom yang sama, dan mereka tidak berbeda dari atom bola yang beristirahat. Bola kerasukan? Ya, ini jawaban yang benar, tetapi dari mana bola berasal, yang memiliki energi potensial, di mana dicatat di dalamnya?

Tugas inilah Aristoteles, Newton dan Albert Einstein diletakkan di depan mereka. Dan ketiga pemikir yang cerdik sebagian memutuskan untuk diri mereka sendiri masalah ini, tetapi hari ini ada sejumlah masalah yang membutuhkan izin.

Gravitasi Newton

Pada 1666, fisikawan dan mekanik Inggris terbesar, I. Newton, membuka hukum yang secara kuantitatif menghitung kekuatan, berkat di mana semua masalah di alam semesta saling mencari. Fenomena ini dinamai World Wide. Ketika Anda diminta untuk: "kata dunia dunia", jawaban Anda harus terdengar seperti ini:

Kekuatan interaksi gravitasi yang berkontribusi pada daya tarik dua tubuh berada dalam koneksi proporsional langsung dengan massa tubuh ini Dan dalam koneksi proporsional terbalik dengan jarak di antara mereka.

Penting!Dalam Hukum Ketertarikan Newton, istilah "jarak" digunakan. Dalam istilah ini harus dipahami bukan oleh jarak antara permukaan tubuh, tetapi jarak antara pusat gravitasi mereka. Misalnya, jika dua bola dengan Radii R1 dan R2 saling berbaring, jarak antara permukaannya adalah nol, tetapi ada pasukan tarik. Masalahnya adalah jarak antara pusat mereka R1 + R2 berbeda dari nol. Dalam skala kosmik, klarifikasi ini tidak penting, tetapi untuk satelit di orbit, jarak ini sama dengan ketinggian di atas permukaan ditambah jari-jari planet kita. Jarak antara tanah dan bulan juga diukur sebagai jarak antara pusat mereka, dan bukan permukaan.

Untuk hukum, formula adalah sebagai berikut:

,

• F - Gaya atraksi,
• - massa,
• r - jarak,
• G adalah konstanta gravitasi, setara dengan 6,67 · 10-11 m³ / (kg · c²).

Berapa beratnya, jika Anda hanya mempertimbangkan kekuatan daya tarik?

Kekuatan adalah nilai vektor, tetapi dalam hukum dunia, secara tradisional ditulis sebagai skalar. Dalam pola vektor, hukum akan terlihat seperti:

.

Tetapi ini tidak berarti bahwa kekuatan berbanding terbalik dengan jarak Kuba antara pusat-pusat. Sikap harus dipersepsikan sebagai vektor tunggal yang diarahkan dari satu pusat ke pusat lainnya:

.

Hukum interaksi gravitasi

Berat dan gravitasi

Meneliti hukum gravitasi, dapat dipahami bahwa tidak ada yang mengejutkan dalam apa yang kita pribadi Rasakan daya tarik matahari jauh lebih lemah daripada bumi. Matahari besar meskipun memiliki banyak massa, tetapi sangat jauh dari kita. Juga jauh dari matahari, namun, itu tertarik padanya, karena memiliki massa besar. Cara menemukan kekuatan daya tarik dua tubuh, yaitu bagaimana menghitung kekuatan Matahari, Bumi dan AS dengan Anda - kami akan berurusan dengan pertanyaan ini sedikit nanti.

Sejauh yang kita ketahui, kekuatan gravitasi adalah:

di mana M adalah massa kami, dan G adalah akselerasi jatuh bebas Bumi (9,81 m / s 2).

Penting! Tidak ada dua, tiga, sepuluh spesies daya tarik. Gravitasi adalah satu-satunya kekuatan yang memberikan karakteristik tarik kuantitatif. Berat (p \u003d mg) dan kekuatan gravitasi adalah sama.

Jika m adalah massa kita, M adalah massa globe, R adalah jari-jarinya, maka gaya gravitasi yang bertindak pada kita sama dengan:

Jadi, sejak f \u003d mg:

.

Massa m berkurang, dan ekspresi tetap berakselerasi jatuh bebas:

Seperti yang kita lihat, percepatan jatuh bebas benar-benar merupakan nilai konstan, karena rumusnya mencakup radius permanen, massa tanah dan konstanta gravitasi. Mengganti nilai-nilai konstanta ini, kita akan yakin bahwa akselerasi jatuh bebas adalah 9,81 m / s 2.

Pada garis lintang yang berbeda, jari-jari planet ini agak berbeda, karena bumi masih bukan bola yang sempurna. Karena itu, percepatan jatuh bebas dalam titik-titik terpisah dari dunia berbeda.

Mari kita kembali ke daya tarik bumi dan Matahari. Kami akan mencoba membuktikan dengan contoh bahwa Globe menarik kami lebih kuat dengan Anda daripada matahari.

Kami akan mengambil kenyamanan banyak orang: m \u003d 100 kg. Kemudian:

• Jarak antara orang tersebut dan globe sama dengan jari-jari planet ini: R \u003d 6.4 ∙ 10 6 m.
• Massa bumi sama dengan: m ≈ 6 ∙ 10 24 kg.
• Massa matahari sama: MC ≈ 2 ∙ 10 30 kg.
• Jarak antara planet kita dan matahari (antara matahari dan manusia): r \u003d 15 ∙ 10 10 m.

Daya tarik gravitasi antara manusia dan bumi:

Hasil ini agak jelas dari ekspresi sederhana untuk berat (p \u003d mg).

Kekuatan tarikan gravitasi antara manusia dan matahari:

Seperti yang Anda lihat, planet kami menarik kami hampir 2000 kali lebih kuat.

Bagaimana menemukan kekuatan daya tarik antara tanah dan matahari? Dengan cara berikut:

Sekarang kita melihat bahwa matahari menarik planet kita lebih dari miliar miliar kali lebih dari planet ini menarik kita dengan Anda.

Kecepatan Kosmik Pertama

Setelah Isaac Newton membuka dunia global, ia menjadi tertarik, pada kecepatan apa perlu untuk melemparkan tubuh sehingga mengatasi bidang gravitasi, selamanya meninggalkan dunia.

Benar, dia membayangkannya agak berbeda, dalam pemahamannya bukan roket yang berdiri secara vertikal, berjuang di langit, dan tubuh yang secara horizontal melakukan lompatan dari puncak gunung. Itu adalah ilustrasi logika, sejak itu di puncak gunung, kekuatan daya tarik sedikit kurang.

Jadi, di atas Everest, percepatan jatuh bebas akan sama-sama tidak terbiasa dengan 9,8 m / s 2, tetapi hampir m / s 2. Karena alasan inilah bahwa ada begitu banyak habis, partikel udara tidak lagi terikat dengan gravitasi, seperti yang "jatuh" ke permukaan.

Kami akan mencoba mencari tahu kecepatan kosmik apa.

Velocity kosmis pertama V1 adalah kecepatan di mana tubuh meninggalkan permukaan bumi (atau planet lain) dan masuk ke orbit melingkar.

Kami akan mencoba mencari tahu nilai numerik dari nilai ini untuk planet kita.

Kami menulis Hukum Kedua Newton untuk tubuh, yang berputar di sekitar planet pada orbit melingkar:

,

di mana H adalah ketinggian tubuh di atas permukaan, R adalah jari-jari bumi.

Dalam orbit, akselerasi sentrifugal berlaku pada tubuh, jadi:

.

Massa berkurang, kami dapatkan:

,

Kecepatan ini disebut kecepatan ruang pertama:

Seperti yang Anda lihat, kecepatan kosmik benar-benar tidak tergantung pada berat badan. Dengan demikian, barang apa pun yang dilihat dengan kecepatan 7,9 km / s akan meninggalkan planet kita dan pergi ke orbitnya.

Kecepatan Kosmik Pertama

Kecepatan Kosmik Kedua

Namun, bahkan memotong tubuh dengan kecepatan kosmik pertama, kita tidak akan dapat sepenuhnya menghancurkan hubungan gravitasinya dengan Bumi. Untuk ini, diperlukan kecepatan kosmik kedua. Ketika kecepatan ini tercapai, tubuh meninggalkan medan gravitasi planet ini Dan semua kemungkinan orbit tertutup.

Penting!Secara tidak sengaja, sering diyakini bahwa untuk sampai ke bulan, para astronot harus mencapai kecepatan kosmik kedua, karena itu perlu untuk "memutuskan hubungan" dengan medan gravitasi planet ini. Bukannya ini: pasangan "Bumi - Moon" terletak di bidang gravitasi bumi. Pusat gravitasi mereka yang umum ada di dalam dunia.

Untuk menemukan kecepatan ini, kami akan tugas sedikit berbeda. Misalkan tubuh terbang tak terbatas di planet ini. Pertanyaan: Kecepatan apa yang akan dicapai di permukaan saat mendarat (tidak termasuk atmosfer, tentu saja)? Hanya kecepatan dan perlu meninggalkan planet ini.

Hukum gravitasi global. Fisika kelas 9.

Hukum gravitasi global.

Keluaran

Kami belajar bahwa meskipun gravitasi adalah kekuatan utama di alam semesta, banyak alasan untuk fenomena ini masih tetap menjadi misteri. Kami mengetahui bahwa kekuatan dunia Newton dipelajari untuk mempertimbangkannya untuk berbagai tubuh, dan juga mempelajari beberapa konsekuensi yang bermanfaat yang muncul dari fenomena seperti itu sebagai hukum dunia.

DI
Ara. 3.4.
"2.
Dalam a dan aphelius. Jika matahari berada dalam fokus FR (lihat Gambar 3.3), maka titik A adalah perigelius, dan titik di aphelius.
Hukum kedua Kepler
Radius-vektor planet untuk interval waktu yang sama menggambarkan area yang sama. Jadi, jika sektor teduh (Gbr. 3.4) memiliki area yang sama, jalur SI\u003e S2\u003e S3 akan diteruskan dengan planet dalam interval yang sama. Dari gambar itu terlihat bahwa SJ\u003e S2. Oleh karena itu, kecepatan linier planet di berbagai titik orbitnya tidak sama. Dalam perihelion, kecepatan planet ini adalah yang terbesar, di Afe-Lii - yang terkecil.
Hukum Ketiga Kepler
Kotak periode konversi planet di sekitar matahari adalah kubus semi-kapak besar orbit mereka. Mengingat bagian yang lebih besar dari orbit dan periode sirkulasi salah satu planet melalui L dan TV dan yang lainnya - melalui B2 dan T2, Hukum Ketiga Kepler dapat ditulis sebagai berikut:

Dari formula ini, dapat dilihat semakin jauh planet dari matahari, semakin banyak masa perawatannya di sekitar matahari.
Berdasarkan undang-undang Kepler, kesimpulan tertentu pada akselerasi yang dilaporkan oleh planet-planet matahari dapat dibuat. Untuk kesederhanaan, kita akan menganggap orbit bukan elips, tetapi melingkar. Untuk planet-planet tata surya, penggantian ini tidak terlalu pendek.
Maka kekuatan daya tarik dari matahari dalam perkiraan ini harus diarahkan untuk semua planet ke pusat Matahari.
Jika itu berarti menetapkan periode sirkulasi planet, dan melalui R Radii orbit mereka, kemudian, menurut hukum ketiga Kepler, untuk dua planet dapat dicatat
t \\ l? T2 R2.
Akselerasi normal saat mengemudi di sekitar lingkaran A \u003d CO2R. Oleh karena itu, rasio planet akselerasi
Q-i GLD.
7g \u003d -2 ~ - (3-2-5)
2 t: R0
Menggunakan persamaan (3.2.4), kami dapatkan
T2.
Sejak Hukum Ketiga Kepler Adil untuk semua planet, dengan akselerasi masing-masing planet berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya ke matahari:
Tentang O.
a \u003d - |. (3.2.6)
T.
C2 permanen adalah sama untuk semua planet, tetapi tidak bertepatan dengan konstanta C2 dalam rumus untuk mempercepat, dikomunikasikan oleh badan-badan globe.
Ekspresi (3.2.2) dan (3.2.6) menunjukkan bahwa kekuatan gravitasi dalam kedua kasus (ketertarikan ke tanah dan ketertarikan ke matahari) menginformasikan semua percepatan tubuh, terlepas dari massa mereka dan menurun secara terbalik secara proporsional dengan kuadrat. jarak antara mereka:
F ~ a ~ -2. (3.2.7)
R.
Hukum kesehatan dunia
Adanya dependensi (3.2.1) dan (3.2.7) berarti kekuatan dunia
Tp.l sh.
F ~.
R2? Tt-i tpp
F \u003d G.
Pada 1667, Newton akhirnya merumuskan Hukum Gravitasi All-Peaceful:
(3.2.8) r
Kekuatan dari gotong-balik daya tarik dua mayat berbanding lurus dengan produksi massa tubuh ini dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara mereka. Koefisien PRO-spesifikasi G disebut konstanta gravitasi.
Interaksi titik dan badan yang diperpanjang
Hukum Komunitas Dunia (3.2.8) hanya berlaku untuk tubuh seperti itu, ukurannya dapat diabaikan dibandingkan dengan jarak di antara mereka. Dengan kata lain, itu hanya berlaku untuk poin material. Dalam hal ini, kekuatan interaksi gravitasi diarahkan sepanjang garis yang menghubungkan titik-titik ini (Gbr. 3.5). Kekuatan semacam ini disebut pusat.
Untuk menemukan kekuatan gaya yang bekerja pada tubuh ini dari yang lain, dalam kasus ketika ukuran tubuh tidak dapat mengabaikan, mereka diterapkan sebagai berikut. Kedua badan mental sekali dibagi menjadi unsur-unsur kecil sehingga masing-masing dari mereka dapat dianggap sebagai poin. Melipat kekuatan yang bekerja pada setiap elemen dari tubuh ini oleh semua elemen tubuh lain menerima kekuatan yang bekerja pada elemen ini (Gbr. 3.6). Setelah melakukan operasi seperti itu untuk setiap elemen dari tubuh ini dan melipat gaya yang diperoleh, menemukan kekuatan penuh yang bekerja pada tubuh ini. Tugasnya rumit.
Namun, ada satu kasus yang hampir penting, ketika rumus (3.2.8) berlaku untuk tubuh yang diperpanjang. Bisakah saya
m ^.
Nasi. 3,5 ara. 3.6.
itu tergantung pada tubuh bola yang hanya bergantung pada jarak ke pusat-pusat mereka, dengan random di antara mereka, jumlah besar radiusnya tertarik dengan kekuatan yang modulnya ditentukan oleh formula (3.2.8). Dalam hal ini, R adalah jarak antara pusat-pusat bola.
Akhirnya, karena dimensi tubuh jatuh pada Bumi jauh lebih sedikit daripada dimensi Bumi, maka tubuh ini dapat dianggap sebagai poin. Kemudian di bawah r dalam formula (3.2.8), perlu untuk memahami jarak dari tubuh ini ke pusat bumi.
Di antara semua mayat ada kekuatan dari ketertarikan bersama, tergantung pada tubuh sendiri (massa mereka) dan pada jarak di antara mereka.
? 1. Jarak dari Mars ke Matahari adalah 52% lebih dari jarak dari tanah ke Matahari. Berapa durasi tahun di Mars? 2. Bagaimana kekuatan daya tarik antara bola berubah, jika bola aluminium (Gbr. 3.7) diganti dengan bola baja dari massa yang sama? "Dari volume yang sama?

Hukum solusi global membuka Newton pada tahun 1687 ketika mempelajari pergerakan satelit bulan di sekitar bumi. Fisikawan Inggris dengan jelas merumuskan postulat, mengkarakterisasi kekuatan daya tarik. Selain itu, menganalisis undang-undang Kepler, Newton menghitung bahwa kekuatan daya tarik harus ada tidak hanya di planet kita, tetapi juga di ruang angkasa.

Sejarah Pertanyaan

Hukum gravitasi global lahir tidak secara spontan. Sejak zaman kuno, orang-orang mempelajari langit, terutama untuk mengkompilasi kalender pertanian, menghitung tanggal penting, hari libur keagamaan. Pengamatan mengindikasikan bahwa di tengah-tengah "dunia" ada kilau (matahari), di mana tubuh surgawi berputar di sekitar orbit. Selanjutnya, dogma Gereja tidak mengizinkan begitu banyak yang perlu dipertimbangkan, dan orang-orang kehilangan pengetahuan yang terakumulasi oleh Millennia.

Pada abad ke-16, sebelum penemuan teleskop, Astronom Pleiad muncul, yang memandang langit dalam ilmiah, melemparkan larangan gereja. T. Braga, selama bertahun-tahun menonton ruang, dengan perawatan khusus sistematisasi pergerakan planet-planet. Data presisi tinggi ini membantu I. Kepler kemudian membuka ketiganya.

Pada saat Discovery (1667), Isaac Newton, sistem geliosentris dunia N. Copernicus akhirnya didirikan dalam astronomi. Menurutnya, masing-masing planet sistem berputar di sekitar tokoh-tokoh di orbit, yang dengan pendekatan yang cukup untuk banyak perhitungan dapat dianggap melingkar. Pada awal abad XVII. I. Kepler, Menganalisis Pekerjaan T. Brage, menetapkan undang-undang kinematik yang mencirikan gerakan planet-planet. Penemuan ini adalah fondasi untuk mengklarifikasi dinamika pergerakan planet-planet, yaitu, kekuatan yang menentukan dengan tepat jenis gerakan mereka.

Deskripsi interaksi

Tidak seperti periode pendek interaksi yang lemah dan kuat, gravitasi dan medan elektromagnetik memiliki sifat jarak jauh: efeknya dimanifestasikan dalam jarak raksasa. 2 kekuatan dipengaruhi oleh fenomena mekanik di Macromir: elektromagnetik dan gravitasi. Dampak planet pada satelit, pelarian subjek yang ditinggalkan atau berlari, berenang dalam cairan - di masing-masing fenomena ini ada kekuatan gravitasi. Benda-benda ini tertarik oleh planet ini, karenanya, karenanya nama "Hukum Urusan Dunia".

Telah terbukti bahwa kekuatan saling atraksi tentu saja antara tubuh fisik. Fenomena seperti itu sebagai penurunan benda ke tanah, rotasi bulan, planet-planet di sekitar matahari, terjadi di bawah aksi kekuatan daya tarik global, disebut gravitasi.

Formula Dunia

Gravitasi di seluruh dunia diformulasikan sebagai berikut: Dua benda material ditarik satu sama lain dengan kekuatan tertentu. Besarnya gaya ini berbanding lurus dengan produksi massa benda-benda ini dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara mereka:

Dalam formula M1 dan M2 adalah massa benda-benda material yang diteliti; R adalah jarak yang ditentukan antara pusat massa objek pemukiman; G adalah nilai gravitasi yang konstan yang mengekspresikan kekuatan yang menjadi daya tarik timbal balik dua benda dengan berat masing-masing 1 kg, terletak di antara mereka pada jarak 1 m.

Apa yang tergantung pada kekuatan daya tarik

Hukum gravitasi global bertindak dengan cara yang berbeda, tergantung pada wilayah tersebut. Karena gaya tarik tergantung pada nilai-nilai garis lintang area tertentu, itu mirip dengan percepatan jatuh bebas memiliki nilai yang berbeda di tempat yang berbeda. Nilai maksimum gravitasi dan, karenanya, akselerasi jatuh bebas di kutub bumi - kekuatan gravitasi pada titik-titik ini sama dengan kekuatan daya tarik. Nilai minimal akan berada di garis khatulistiwa.

Globe sedikit berkelanjutan, jari-jari kutubnya kurang dari ekuatorial sekitar 21,5 km. Namun, ketergantungan ini kurang signifikan dibandingkan dengan rotasi harian Bumi. Perhitungan menunjukkan bahwa karena keberlanjutan bumi di khatulistiwa, jumlah percepatan jatuh bebas sedikit lebih kecil dari nilainya pada kutub sebesar 0,18%, dan melalui rotasi harian - sebesar 0,34%.

Namun, di tempat yang sama bumi, sudut antara vektor arah kecil, sehingga perbedaan antara kekuatan daya tarik dan gaya tidak signifikan, dan dapat diabaikan dalam perhitungan. Artinya, kita dapat berasumsi bahwa modul kekuatan-kekuatan ini sama - akselerasi jatuh bebas di dekat permukaan bumi di mana-mana sama dan sama dengan sekitar 9,8 m / s².

Keluaran

Isaac Newton adalah seorang ilmuwan yang membuat revolusi ilmiah, sepenuhnya membangun kembali prinsip-prinsip dinamika dan berdasarkan pada mereka menciptakan gambaran ilmiah dunia. Penemuannya memengaruhi perkembangan ilmu pengetahuan, pada penciptaan bahan dan budaya spiritual. Pada nasib Newton, tugas merevisi hasil gagasan dunia turun. Di abad XVII Para ilmuwan menyelesaikan pekerjaan muluk membangun fondasi ilmu baru - fisika.

Jatuhnya mayat-mayat di tanah dalam kekosongan disebut penurunan gratis Tel. Saat jatuh dalam tabung gelas, dari udara, sepotong timah, colokan dan bulu cahaya mencapai bagian bawah dengan pompa pada saat yang sama (Gbr. 26). Akibatnya, dengan penurunan gratis, semua mayat, terlepas dari massa mereka, bergerak sama.

Drop gratis adalah gerakan ekuilibrium.

Akselerasi dengan mana tubuh jatuh ke bumi disebut percepatan jatuh bebas. Akselerasi jatuh bebas ditandai dengan huruf G. Permukaan globe memiliki modul akselerasi jatuh bebas kira-kira sama

Jika perhitungan tidak memerlukan akurasi tinggi, maka diasumsikan bahwa modul kecepatan jatuh bebas di permukaan bumi sama

Nilai yang sama dari percepatan tubuh yang jatuh bebas dengan massa yang berbeda menunjukkan bahwa gaya di bawah aksi mana tubuh mengakuisisi percepatan jatuh bebas dengan massa tubuh. Pasukan objek wisata ini bertindak dari tanah untuk semua tubuh disebut gravitasi berat:

Kekuatan gravitasi bertindak pada tubuh mana pun di permukaan bumi dan berada di kejauhan dari permukaan, dan pada jarak 10 km, tempat pesawat terbang terbang. Apakah kekuatan gravitasi bertindak lebih jauh dari tanah? Apakah kekuatan bergantung pada gravitasi dan akselerasi jatuh bebas dari jarak ke bumi? Banyak ilmuwan memikirkan pertanyaan-pertanyaan ini, tetapi untuk pertama kalinya jawaban diberikan kepada mereka di abad XVII. Fisikawan Inggris Great Isaac Newton (1643-1727).

Ketergantungan gravitasi dari jarak.

Newton menyarankan bahwa kekuatan gravitasi bertindak pada jarak apa pun dari bumi, tetapi nilainya berkurang secara terbalik proporsional dengan kuadrat jarak dari pusat bumi. Pemeriksaan asumsi ini dapat menjadi pengukuran kekuatan daya tarik tubuh, yang berada pada jarak yang tinggi dari tanah, dan membandingkannya dengan kekuatan daya tarik tubuh yang sama di permukaan bumi.

Untuk menentukan percepatan pergerakan tubuh di bawah aksi gravitasi pada jarak yang jauh dari tanah, Newton memanfaatkan hasil pengamatan astronomi dari gerakan Bulan.

Dia menyarankan bahwa kekuatan tarik-menarik yang bertindak atas bagian bumi di Bulan adalah gravitasi yang sama yang bertindak pada setiap tubuh di permukaan bumi. Akibatnya, akselerasi sentripetal ketika memindahkan bulan di orbit di seluruh bumi adalah akselerasi jatuh bebas bulan ke bumi.

Jarak dari pusat bumi ke tengah bulan adalah kilometer. Sekitar 60 kali jarak dari pusat bumi ke permukaannya.

Jika kekuatan gravitasi berkurang terbalik di alun-alun jarak dari pusat bumi, maka percepatan jatuh bebas di orbit bulan harus kurang dari percepatan jatuh bebas di permukaan bumi

Menurut nilai-nilai radius yang diketahui dari orbit Bulan dan periode bandingnya di sekitar tanah, Newton menghitung percepatan centripetal bulan. Ternyata benar-benar sama

Nilai yang dapat diprediksi secara teoritis dari percepatan jatuh bebas bertepatan dengan nilai yang diperoleh sebagai akibat dari pengamatan astronomi. Ini membuktikan keadilan asumsi Newton bahwa kekuatan gravitasi berkurang terbalik di alun-alun jarak dari pusat bumi:

Hukum gravitasi global.

Sama seperti bulan bergerak di sekitar bumi, tanah pada gilirannya berbalik matahari. Merkurius, Venus, Mars, Jupiter dan planet-planet lainnya diperlakukan di sekitar matahari

Tata surya. Newton membuktikan bahwa pergerakan planet-planet di sekitar matahari terjadi di bawah aksi kekuatan daya tarik yang diarahkan ke matahari dan menurun terbalik di alun-alun dari jaraknya. Bumi menarik bulan, dan matahari - bumi, matahari menarik Jupiter, dan Jupiter adalah teman-temannya, dll. Dari sini, Newton menyimpulkan bahwa semua mayat di alam semesta saling menarik satu sama lain.

Kekuatan gotong-balik ketertarikan, akting antara matahari, planet, komet, bintang dan badan-badan lain di alam semesta, Newton menyebut kekuatan gravitasi global.

Kekuatan dunia yang bertindak di Bulan di bagian bumi sebanding dengan massa Bulan (lihat Formula 9.1). Jelas, turun salju di seluruh dunia, berakting dari bulan di tanah, sebanding dengan massa bumi. Kekuatan-kekuatan ini pada Hukum Ketiga Newton sama satu sama lain. Akibatnya, kekuatan dunia yang bertindak antara bulan dan tanah sebanding dengan massa bumi dan massa bulan, yaitu proporsional dengan pekerjaan massa mereka.

Dengan mendistribusikan pola yang sudah mapan - ketergantungan gravitasi dari jarak dan pada massa tubuh yang berinteraksi - pada interaksi semua badan di alam semesta, Newton membuka hukum komunitas dunia pada tahun 1682: semua tubuh tertarik satu sama lain, itu Kekuatan dunia berbanding lurus dengan massa tubuh massa dan jarak persegi proporsional terbalik di antara mereka:

Vektor kekuatan dunia diarahkan sepanjang badan penghubung langsung.

Hukum gravitasi global dalam bentuk seperti itu dapat digunakan untuk menghitung kekuatan interaksi antara tubuh segala bentuk jika ukuran tubuh secara signifikan kurang dari jarak di antara mereka. Newton membuktikan bahwa untuk tubuh bola homogen, Hukum Gravitasi Global dalam bentuk ini berlaku pada jarak mana pun antara tubuh. Dijauhkan antara tubuh dalam hal ini, jarak antara pusat-pusat bola diambil.

Pasukan dunia disebut gaya gravitasi, dan koefisien proporsionalitas dalam hukum gravitasi global disebut konstanta gravitasi.

Konstanta gravitasi.

Jika ada kekuatan daya tarik antara dunia dan kapur penggilingan, maka mungkin ada kekuatan daya tarik dan antara setengah dunia dan selembar kapur. Melanjutkan proses membagi dunia ini, kita akan menyimpulkan bahwa kekuatan gravitasi harus bertindak antara tubuh apa pun, mulai dari bintang dan planet dan berakhir dengan molekul, atom dan partikel-partikel elementer. Asumsi ini dibuktikan oleh fisikawan Inggris Henry Cavendish (1731-1810) pada tahun 1788

Cavendish melakukan eksperimen tentang deteksi interaksi gravitasi tubuh kecil

ukuran dengan timbangan kuat. Dua bola timbal kecil yang identik dengan diameter sekitar 5 cm diperkuat pada panjang batang sekitar ditangguhkan pada kawat tembaga halus. Terhadap bola-bola kecil, ia memasang bola timbal besar dengan diameter masing-masing 20 cm (Gbr. 27). Eksperimen telah menunjukkan bahwa pada saat yang sama batang dengan bola-bola kecil ternyata, yang menunjukkan adanya kekuatan daya tarik antar bola timbal.

Pergantian batang mencegah kekuatan elastisitas, yang terjadi ketika suspensi diputar.

Kekuatan ini sebanding dengan sudut giliran. Kekuatan interaksi gravitasi bola dapat ditentukan oleh sudut suspensi.

Bola massa jarak antara mereka dalam pengalaman Cavendish diketahui, kekuatan interaksi gravitasi diukur secara langsung; Oleh karena itu, pengalaman memungkinkan untuk menentukan konstanta gravitasi dalam hukum gravitasi global. Menurut data modern itu sama