การอ้างอิง ทั่วโลก กฎของแรงโน้มถ่วงทั่วโลกคืออะไร: สูตรของการค้นพบครั้งยิ่งใหญ่การพึ่งพาแรงของมวลของร่างกาย

การคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ง่ายที่สุดอย่างเห็นได้ชัดแสดงให้เห็นว่าแรงของการดึงดูดของดวงจันทร์ต่อดวงอาทิตย์มากกว่าดวงจันทร์ 2 เท่ากับพื้นดิน
ซึ่งหมายความว่าตาม "กฎหมายของโลก" ดวงจันทร์มีหน้าที่หมุนรอบดวงอาทิตย์ ...
กฎหมายของแรงโน้มถ่วงทั่วโลกไม่ใช่แม้แต่นิยายวิทยาศาสตร์ แต่ ไร้สาระมากกว่าทฤษฎีที่โลกวางอยู่บนเต่าช้างและปลาวาฬ ...

เราหันไปหาปัญหาอื่นของความรู้ทางวิทยาศาสตร์: มีโอกาสที่จะสร้างความจริงในหลักการ - อย่างน้อยก็เคย ไม่เสมอไป เรายกตัวอย่างตาม "เกรดโลก" เดียวกัน ดังที่คุณทราบความเร็วของแสงมี จำกัด เป็นผลให้วัตถุระยะไกลที่เราเห็นว่าพวกเขาอยู่ในปัจจุบัน แต่เราเห็นพวกเขา ณ จุดนั้นที่ลำแสงของแสงที่เห็นเริ่มต้นขึ้น ดาวหลายดวงอาจไม่ได้มีเพียงแสงเท่านั้น - ธีม Beatey และที่นี่ ธรรมดา - ใช้ความเร็วอะไร Laplas ยังคงจัดการเพื่อสร้างว่าดวงอาทิตย์มาจากที่นั่นซึ่งเราเห็นมัน แต่จากจุดอื่น หลังจากวิเคราะห์ข้อมูลที่สะสมตามเวลา Laplace พบว่า "แรงโน้มถ่วง" ขยายเร็วกว่าแสงอย่างน้อย ในเจ็ดคำสั่งซื้อ! การวัดที่ทันสมัยเคลื่อนที่ความเร็วในการกระจายแรงโน้มถ่วงต่อไป - อย่างน้อย 11 คำสั่งของความเร็วของความเร็วแสง.

มีความสงสัยที่ยอดเยี่ยมที่ "แรงโน้มถ่วง" ขยายโดยทั่วไปทันที แต่ถ้ามันเกิดขึ้นจริงวิธีการติดตั้ง - หลังจากทั้งหมดการวัดใด ๆ เป็นไปไม่ได้ในทางทฤษฎีโดยไม่มีข้อผิดพลาดใด ๆ ดังนั้นเราจะไม่มีทางรู้ว่าความเร็วนี้ จำกัด หรือไม่มีที่สิ้นสุด และโลกที่เธอมีขีด จำกัด และโลกที่เธอไม่มีที่สิ้นสุด - นี่คือ "สองความแตกต่างที่ยิ่งใหญ่" และเราจะไม่มีทางรู้ว่าโลกที่เราอาศัยอยู่! ที่นี่เขาเป็นขีด จำกัด ที่มีความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ยอมรับมุมมองหนึ่งหรืออีกจุดหนึ่งเป็นกรณี ศรัทธา, ไม่มีเหตุผลอย่างสมบูรณ์, ไม่ใช่ตรรกะ ไม่ให้ตรรกะเกี่ยวกับศรัทธาใน "ภาพวิทยาศาสตร์ของโลก" ซึ่งขึ้นอยู่กับ "กฎหมายของชุมชนโลก" ซึ่งมีอยู่ในหัวซอมบี้เท่านั้นและไม่พบในโลกรอบตัว ...

ตอนนี้เราจะออกจากกฎหมายนิวตันและสรุปเราให้ตัวอย่างภาพของข้อเท็จจริงที่ว่ากฎหมายเปิดบนโลกนั้นอยู่ที่ทั้งหมด ไม่ใช่สากลสำหรับส่วนที่เหลือของจักรวาล.

ดูดวงจันทร์เดียวกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพระจันทร์เต็มดวง ทำไมดวงจันทร์ถึงดูเหมือนแผ่นดิสก์ - ค่อนข้างประณามมากกว่าบังเกอร์รูปร่างที่เธอมี? ท้ายที่สุดเธอเป็นลูกบอลและลูกบอลถ้าส่องสว่างจากช่างภาพดูเหมือนว่านี้: ในศูนย์กลาง - แสงจ้าจากนั้นการส่องสว่างลดลงไปที่ขอบของดิสก์ภาพจะเข้มขึ้น

ดวงจันทร์ในการส่องสว่างบนท้องฟ้าเป็นเครื่องแบบ - ที่อยู่ตรงกลางนั่นในขอบเพียงมองที่ท้องฟ้า คุณสามารถใช้กล้องส่องทางไกลที่ดีหรือกล้องที่มี "ซูม" ที่แข็งแกร่งตัวอย่างของภาพถ่ายดังกล่าวจะได้รับที่จุดเริ่มต้นของบทความ มันถูกลบออกด้วยการประมาณ 16 เท่า ภาพนี้สามารถดำเนินการในตัวแก้ไขกราฟิกใด ๆ ขยายความคมชัดเพื่อให้แน่ใจว่าทุกอย่างมีอยู่ยิ่งกว่านั้นความสว่างบนขอบของดิสก์ที่ด้านบนและด้านล่างแม้กระทั่งสูงกว่าตรงกลางที่ควรจะสูงกว่า

ที่นี่เรามีตัวอย่างของอะไร กฎหมายของเลนส์บนดวงจันทร์และบนโลกนั้นแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง! ดวงจันทร์ด้วยเหตุผลบางอย่างแสงที่เกิดขึ้นทั้งหมดสะท้อนให้เห็นถึงโลก เราไม่มีเหตุผลที่จะเผยแพร่รูปแบบที่ระบุในเงื่อนไขของที่ดินไปจนถึงจักรวาลทั้งหมด มันไม่ใช่ความจริงที่ว่า "ค่าคงที่" ทางกายภาพเป็นค่าคงที่ในความเป็นจริงและไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป

ทั้งหมดข้างต้นแสดงให้เห็นว่า "ทฤษฎี" ของ "หลุมดำ", "Higgs Bosons" และอีกมากมายไม่ใช่แม้แต่นิยายวิทยาศาสตร์ แต่ ไร้สาระมากกว่าทฤษฎีที่โลกวางอยู่บนเต่าช้างและปลาวาฬ ...

ธรรมชาติ: โลกโลก

ใช่และอื่น ๆ ... มาลงกันเถอะ และ? --- Mumbles ที่นี่ - \u003e\u003e เพิ่มเป็นเพื่อนกับ LJ
และมาเป็นเพื่อนกันเถอะ

ปรากฏการณ์ที่สำคัญที่สุดศึกษาโดยนักฟิสิกส์อย่างต่อเนื่องคือการเคลื่อนไหว ปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า, กฎหมายของกลศาสตร์, อุณหพลศาสตร์และกระบวนการควอนตัม - ชิ้นส่วนจักรวาลที่หลากหลายทั้งหมดนี้ศึกษาโดยฟิสิกส์ และกระบวนการทั้งหมดเหล่านี้จะลดลงไม่ทางใดก็ทางหนึ่งต่อหนึ่ง - ถึง

ติดต่อกับ

ทุกอย่างในจักรวาลกำลังเคลื่อนไหว แรงโน้มถ่วงเป็นปรากฏการณ์ที่คุ้นเคยสำหรับทุกคนตั้งแต่วัยเด็กเราเกิดในสนามกราวด์ของโลกของเราปรากฏการณ์ทางกายภาพนี้ถูกรับรู้โดยเราที่ระดับที่ใช้งานง่ายและดูเหมือนว่าจะไม่จำเป็นต้องศึกษา

แต่อนิจจาคำถามก็คือทำไมและ วิธีที่ร่างกายถูกดึงดูดซึ่งกันและกันมันยังคงอยู่และวันนี้ไม่ได้เปิดเผยอย่างเต็มที่แม้ว่าจะได้รับการศึกษาและตรงข้าม

ในบทความนี้เราจะดูสิ่งที่แหล่งท่องเที่ยวทั่วโลกในนิวตันเป็นทฤษฎีแรงโน้มถ่วงแบบคลาสสิก อย่างไรก็ตามก่อนที่จะย้ายไปที่สูตรและตัวอย่างเราจะบอกเกี่ยวกับสาระสำคัญของปัญหาการดึงดูดและให้เขากำหนด

บางทีการศึกษาแรงโน้มถ่วงได้กลายเป็นจุดเริ่มต้นของปรัชญาธรรมชาติ (วิทยาศาสตร์แห่งความเข้าใจสาระสำคัญของสิ่งต่าง ๆ ) บางทีปรัชญาธรรมชาติก่อให้เกิดคำถามเกี่ยวกับสาระสำคัญของแรงโน้มถ่วง แต่ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งปัญหาของร่างกาย สนใจกรีซโบราณ.

การเคลื่อนไหวเป็นที่เข้าใจว่าเป็นสาระสำคัญของลักษณะที่กระตุ้นความรู้สึกของร่างกายหรือร่างกายก็เคลื่อนไหวจนกระทั่งผู้สังเกตเห็น หากเราไม่สามารถวัดปรากฏการณ์การชั่งน้ำหนักความรู้สึกหมายความว่าปรากฏการณ์นี้ไม่มีอยู่จริงหรือไม่? ตามธรรมชาติไม่ได้หมายความว่า และตั้งแต่อริสโตเติลเข้าใจสิ่งนี้การสะท้อนกลับเริ่มขึ้นบนแก่นแท้ของแรงโน้มถ่วง

เมื่อปรากฎในสมัยของเราหลังจากหลายสิบหลายศตวรรษแรงโน้มถ่วงเป็นพื้นฐานของการดึงดูดทางโลกและดึงดูดดาวเคราะห์ K ของเรา แต่ยังรวมถึงพื้นฐานสำหรับที่มาของจักรวาลและอนุภาคระดับประถมเกือบทั้งหมด

งานของการเคลื่อนไหว

เราจะทำการทดลองทางจิต ใช้ลูกบอลเล็ก ๆ ในมือซ้าย ขวาใช้งานเดียวกัน ปล่อยลูกบอลที่ถูกต้องและเขาจะเริ่มตกลงมา ซ้ายในเวลาเดียวกันยังคงอยู่ในมือมันยังคงเป็นจริง

ฉันจะหยุดเวลาจิต ลูกบอลขวาที่ตกลงมา "ค้าง" ในอากาศซ้ายยังคงอยู่ในมือ ลูกบอลที่ถูกต้องได้รับการรับรองด้วย "พลังงาน" ของการเคลื่อนไหวซ้าย - ไม่ แต่ความแตกต่างที่ลึกความหมายระหว่างพวกเขาคืออะไร?

ที่ลงทะเบียนในส่วนใดของลูกเหตุการณ์เขาควรย้ายอะไร เขามีมวลเดียวกันปริมาณเท่ากัน มันมีอะตอมเดียวกันและพวกเขาไม่แตกต่างจากอะตอมของลูกที่วางอยู่ ลูกบอล ครอบงำ? ใช่นี่เป็นคำตอบที่ถูกต้อง แต่ลูกบอลมาจากไหนซึ่งมีพลังงานที่มีศักยภาพมันบันทึกอยู่ที่ไหน?

มันเป็นงานที่ Aristotle, Newton และ Albert Einstein อยู่ข้างหน้าพวกเขา และนักคิดที่ชาญฉลาดทั้งสามคนตัดสินใจจากปัญหานี้บางส่วน แต่วันนี้มีจำนวนของประเด็นที่ต้องได้รับอนุญาต

นิวตันแรงโน้มถ่วง

ในปี 1666 นักฟิสิกส์ภาษาอังกฤษที่ยิ่งใหญ่ที่สุดและช่าง, I Newton เปิดกฎหมายที่สามารถคำนวณพลังงานในเชิงปริมาณขอบคุณที่ทุกเรื่องในจักรวาลแสวงหาซึ่งกันและกัน ปรากฏการณ์นี้มีชื่อว่า World Wide เมื่อคุณถูกขอให้: "Word the World of World" คำตอบของคุณควรเสียงเช่นนี้:

แรงของการปฏิสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วงที่ก่อให้เกิดการดึงดูดจากสองศพตั้งอยู่ ในการเชื่อมต่อตามสัดส่วนโดยตรงกับมวลของร่างกายเหล่านี้ และในการเชื่อมต่อสัดส่วนผกผันกับระยะห่างระหว่างพวกเขา

สำคัญ!ในกฎหมายของการดึงดูดของนิวตันคำว่า "ระยะทาง" ใช้ ภายใต้คำนี้ควรเข้าใจไม่ได้จากระยะห่างระหว่างพื้นผิวของร่างกาย แต่ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วง ตัวอย่างเช่นหากลูกบอลสองลูกที่มี Radii R1 และ R2 อยู่ที่กันและกันระยะห่างระหว่างพื้นผิวของพวกเขาเป็นศูนย์ แต่มีแรงดึงดูด สิ่งนี้คือระยะห่างระหว่างศูนย์ R1 + R2 นั้นแตกต่างจากศูนย์ ในระดับจักรวาลคำชี้แจงนี้ไม่สำคัญ แต่สำหรับดาวเทียมในวงโคจรระยะนี้เท่ากับความสูงเหนือพื้นผิวรวมถึงรัศมีของโลกของเรา ระยะห่างระหว่างดินแดนกับดวงจันทร์ยังวัดเป็นระยะทางระหว่างศูนย์กลางของพวกเขาไม่ใช่พื้นผิว

สำหรับกฎหมายสูตรมีดังนี้:

,

  • F - แรงดึงดูด
  • - มวลชน,
  • r - ระยะทาง,
  • G เป็นค่าคงที่แรงโน้มถ่วงเท่ากับ 6.67 · 10-11 m³ / (กก. ·c²)

น้ำหนักอะไรคืออะไรถ้าคุณแค่พิจารณาความแข็งแกร่งของการดึงดูด?

ความแข็งแกร่งเป็นค่าเวกเตอร์ แต่ในกฎหมายของโลกมันถูกเขียนขึ้นตามธรรมเนียมในฐานะสเกลาร์ ในรูปแบบเวกเตอร์กฎหมายจะมีลักษณะเหมือน:

.

แต่นี่ไม่ได้หมายความว่าแรงนั้นเป็นสัดส่วนผกผันกับระยะทางคิวบาระหว่างศูนย์ ทัศนคติควรถูกมองว่าเป็นเวกเตอร์เดียวที่กำกับจากศูนย์หนึ่งไปอีกศูนย์หนึ่ง:

.

กฎหมายของปฏิสัมพันธ์ความโน้มถ่วง

น้ำหนักและแรงโน้มถ่วง

ตรวจสอบกฎของแรงโน้มถ่วงมันสามารถเข้าใจได้ว่าไม่มีอะไรน่าแปลกใจในสิ่งที่เราเป็นส่วนตัว รู้สึกถึงความดึงดูดของดวงอาทิตย์ที่อ่อนแอกว่าโลกมาก. ดวงอาทิตย์ขนาดใหญ่แม้ว่าจะมีจำนวนมาก แต่มันก็ไกลจากเรามาก อย่างไรก็ตามไกลจากดวงอาทิตย์อย่างไรก็ตามมันดึงดูดเขาเพราะมันมีมวลขนาดใหญ่ วิธีการหาจุดแข็งของการดึงดูดของสองร่างคือวิธีการคำนวณพลังของดวงอาทิตย์โลกและสหรัฐอเมริกากับคุณ - เราจะจัดการกับคำถามนี้เล็กน้อยในภายหลัง

เท่าที่เรารู้ความแข็งแกร่งของแรงโน้มถ่วงคือ:

ที่ M คือมวลของเราและ G คือการเร่งความเร็วของการล่มสลายของโลกฟรี (9.81 m / s 2)

สำคัญ! ไม่มีแรงดึงดูดที่ไม่มีสองสามสิบชนิด แรงโน้มถ่วงเป็นพลังเดียวที่ให้ลักษณะเชิงปริมาณของการดึงดูด น้ำหนัก (p \u003d mg) และแรงโน้มถ่วงเหมือนกัน

ถ้า m เป็นมวลของเรา m คือมวลของโลก, r คือรัศมีของมันแล้วแรงโน้มถ่วงที่ทำหน้าที่กับเราเท่ากับ:

ดังนั้นตั้งแต่ f \u003d mg:

.

มวล m จะลดลงและการแสดงออกยังคงอยู่เพื่อเร่งการตกฟรี:

อย่างที่เราเห็นการเร่งความเร็วของการตกฟรีเป็นค่าคงที่จริง ๆ เนื่องจากสูตรรวมถึงรัศมีถาวรมวลพื้นดินและค่าคงที่แรงโน้มถ่วง การแทนที่ค่าของค่าคงที่เหล่านี้เราจะเชื่อมั่นว่าการเร่งความเร็วของฤดูใบไม้ร่วงฟรีคือ 9.81 m / s 2

ในละติจูดที่แตกต่างกันรัศมีของดาวเคราะห์ค่อนข้างแตกต่างกันเนื่องจากโลกยังไม่เป็นลูกบอลที่สมบูรณ์แบบ ด้วยเหตุนี้การเร่งความเร็วของการตกฟรีในจุดแยกต่างหากของโลกนั้นแตกต่างกัน

มากลับไปที่การดึงดูดของโลกและดวงอาทิตย์ เราจะพยายามพิสูจน์ด้วยตัวอย่างที่โลกดึงดูดเราแข็งแกร่งกว่าดวงอาทิตย์

เราจะใช้ความสะดวกสบายคนจำนวนมาก: M \u003d 100 กิโลกรัม จากนั้น:

  • ระยะห่างระหว่างบุคคลกับโลกเท่ากับรัศมีของดาวเคราะห์: R \u003d 6.4 ∙ 10 6 ม.
  • มวลของโลกเท่ากับ: m ≈ 6 ∙ 10 24 กก.
  • มวลของดวงอาทิตย์เท่ากับ: MC ≈ 2 ∙ 10 30 กก.
  • ระยะห่างระหว่างดาวเคราะห์ของเราและดวงอาทิตย์ (ระหว่างดวงอาทิตย์กับผู้ชาย): r \u003d 15 ∙ 10 10 ม.

ดึงดูดความโน้มถ่วงระหว่างมนุษย์กับโลก:

ผลลัพธ์นี้ค่อนข้างชัดเจนจากการแสดงออกที่ง่ายกว่าสำหรับน้ำหนัก (p \u003d mg)

ความแข็งแกร่งของแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงระหว่างมนุษย์กับดวงอาทิตย์:

อย่างที่คุณเห็นดาวเคราะห์ของเราดึงดูดเราเกือบ 2,000 เท่าที่แข็งแกร่งขึ้น

วิธีการค้นหาความแข็งแรงของการดึงดูดระหว่างดินแดนกับดวงอาทิตย์? ด้วยวิธีต่อไปนี้:

ตอนนี้เราเห็นว่าดวงอาทิตย์ดึงดูดดาวเคราะห์ของเรามากกว่าพันล้านครั้งมากกว่าดาวเคราะห์ดึงดูดเรากับคุณ

ความเร็วของจักรวาลครั้งแรก

หลังจาก Isaac Newton เปิดโลกของโลกของโลกเขาเริ่มให้ความสนใจกับความเร็วที่จำเป็นในการโยนร่างกายเพื่อให้ได้ที่จะเอาชนะสนามความโน้มถ่วงตลอดกาลออกจากโลกตลอดไป

จริงเขาจินตนาการว่ามันแตกต่างกันในความเข้าใจของเขาไม่ใช่จรวดที่ยืนอยู่ในแนวตั้งมุ่งมั่นในท้องฟ้าและร่างกายที่ดำเนินการกระโดดจากแนวนอนจากยอดเขา มันเป็นภาพประกอบตรรกะตั้งแต่ ที่ด้านบนของภูเขาแรงของการดึงดูดน้อยกว่าเล็กน้อย.

ดังนั้นที่ด้านบนของ Everest การเร่งความเร็วของฤดูใบไม้ร่วงฟรีจะไม่คุ้นเคยกับ 9.8 m / s 2 แต่เกือบ M / S 2 ด้วยเหตุนี้จึงมีการคายประจุดังนั้นอนุภาคอากาศจะไม่เชื่อมโยงกับแรงโน้มถ่วงอีกต่อไปเช่นที่ "ล้ม" กับพื้นผิว

เราจะพยายามค้นหาว่าความเร็วของจักรวาลคืออะไร

ความเร็วของจักรวาลแรก V1 เป็นความเร็วที่ร่างกายออกจากพื้นผิวของโลก (หรือดาวเคราะห์ดวงอื่น) และเข้าไปในวงโคจรแบบวงกลม

เราจะพยายามค้นหาค่าตัวเลขของคุณค่านี้สำหรับโลกของเรา

เราเขียนกฎหมายที่สองนิวตันสำหรับร่างกายซึ่งหมุนรอบดาวเคราะห์บนวงโคจรวงกลม:

,

ที่ H คือความสูงของร่างกายเหนือพื้นผิว R เป็นรัศมีของโลก

ในวงโคจรการเร่งความเร็วแบบแรงเหวี่ยงสามารถใช้ได้กับร่างกายดังนั้น:

.

มวลลดลงเราได้รับ:

,

ความเร็วนี้เรียกว่าความเร็วในพื้นที่แรก:

อย่างที่คุณเห็นความเร็วของจักรวาลนั้นเป็นอิสระจากน้ำหนักตัว ดังนั้นรายการใด ๆ ที่มองเห็นได้ถึงความเร็ว 7.9 กม. / วินาทีจะออกจากดาวเคราะห์ของเราและไปที่วงโคจรของมัน

ความเร็วของจักรวาลครั้งแรก

ความเร็วของจักรวาลที่สอง

อย่างไรก็ตามแม้แต่การตัดร่างกายกับความเร็วของจักรวาลครั้งแรกเราจะไม่สามารถทำลายการเชื่อมต่อความโน้มถ่วงของเขาได้อย่างสมบูรณ์กับโลก สำหรับสิ่งนี้จำเป็นต้องใช้ความเร็วของจักรวาลที่สอง เมื่อถึงความเร็วนี้ถึงร่างกาย ออกจากสนามความโน้มถ่วงของโลก และวงโคจรปิดที่เป็นไปได้ทั้งหมด

สำคัญ!โดยไม่ได้ตั้งใจมักจะเชื่อว่าเพื่อที่จะไปยังดวงจันทร์นักบินอวกาศต้องไปถึงความเร็วของจักรวาลที่สองเพราะจำเป็นต้อง "ตัดการเชื่อมต่อ" กับเขตความโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ก่อน มันไม่ได้เป็นอย่างนี้: คู่ "Earth - Moon" ตั้งอยู่ในสนามความโน้มถ่วงของโลก ศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วงทั่วไปของพวกเขาอยู่ในโลก

เพื่อที่จะหาความเร็วนี้เราจะทำงานที่แตกต่างกันเล็กน้อย สมมติว่าร่างกายบินออกจากอินฟินิตี้บนโลกใบนี้ คำถาม: ความเร็วอะไรที่จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวเมื่อลงจอด (ไม่รวมบรรยากาศแน่นอน)? เพียงแค่ความเร็วและ มันจะเป็นสิ่งจำเป็นที่จะออกจากโลก

กฎของแรงโน้มถ่วงทั่วโลก ฟิสิกส์เกรด 9

กฎของแรงโน้มถ่วงทั่วโลก

เอาท์พุท

เราเรียนรู้ว่าถึงแม้ว่าแรงโน้มถ่วงเป็นกำลังหลักในจักรวาลหลายสาเหตุสำหรับปรากฏการณ์นี้ยังคงเป็นปริศนา เราได้เรียนรู้ว่าความแข็งแกร่งของโลกของนิวตันได้เรียนรู้ที่จะพิจารณาสำหรับร่างกายต่าง ๆ และศึกษาผลที่เป็นประโยชน์บางประการที่เกิดขึ้นจากปรากฏการณ์ดังกล่าวเป็นกฎหมายโลก


ในวรรคนี้เราจะบอกเกี่ยวกับ Gugappy ของนิวตันที่น่าทึ่งซึ่งนำไปสู่การค้นพบกฎหมายของโลก
ทำไมหินที่ปล่อยออกมาจากมือตกลงไปที่พื้น? เพราะโลกดึงดูดเขาแต่ละคนจะพูด ในความเป็นจริงหินตกลงบนพื้นดินด้วยการเร่งความเร็วฟรี ดังนั้นหินบนพื้นดินจึงเป็นพลังที่มุ่งสู่โลก ตามกฎหมายที่สามของนิวตันและหินทำหน้าที่บนโลกด้วยโมดูลเดียวกันโดยการบังคับใช้กับหิน กล่าวอีกนัยหนึ่งความแข็งแกร่งของการกระทำที่น่าสนใจซึ่งกันและกันระหว่างโลกและหิน
จับนิวตัน
นิวตันเป็นคนแรกที่เดาเดาครั้งแรกและพิสูจน์อย่างเคร่งครัดว่าเหตุผลที่ทำให้เกิดการล่มสลายของหินกับพื้นดินการเคลื่อนไหวของดวงจันทร์ทั่วโลกและดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์เหมือนกัน นี่คือพลังของแรงโน้มถ่วงที่ทำหน้าที่ระหว่างร่างกายใด ๆ ของจักรวาล นี่คือเส้นทางของการโต้แย้งของเขาที่ให้ในงานหลักของนิวตัน "การเริ่มต้นทางคณิตศาสตร์ของปรัชญาธรรมชาติ": "หินแนวนอนที่ถูกทิ้งร้างจะปฏิเสธ
, \\
1
/ /
ว.
รูปที่. 3.2
ภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วงจากเส้นทางของเส้นด้ายและการอธิบายเส้นโค้งวิถีจะตกอยู่บนพื้นดินในที่สุด หากคุณออกจากมันด้วยความเร็วที่มากขึ้น! มันจะตกอีก "(รูปที่ 3.2) พิสูจน์ให้เห็นถึงเหตุผลเหล่านี้นิวตัน \\ มาถึงข้อสรุปว่าถ้ามันไม่ได้มีความต้านทานของอากาศวิถีหินที่ถูกทิ้งร้างจากภูเขาสูงในความเร็วที่แน่นอนอาจเป็นเช่นนั้นเขาจะไม่บรรลุพื้นผิวโลก และย้ายไปรอบ ๆ "เช่นเดียวกับดาวเคราะห์อธิบายวงโคจรของพวกเขาในพื้นที่สวรรค์"
ตอนนี้เราคุ้นเคยกับการเคลื่อนไหวของดาวเทียมรอบโลกซึ่งไม่จำเป็นต้องอธิบายแนวคิดของนิวตัน
ดังนั้นตามนิวตันการเคลื่อนไหวของดวงจันทร์ทั่วโลกหรือดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ก็เป็นฤดูใบไม้ร่วงฟรี แต่เพียงฤดูใบไม้ร่วงที่คงอยู่โดยไม่หยุดพันล้านปี เหตุผลในการ "ตก" (ไม่ว่าจะเป็นการล่มสลายของหินธรรมดาบนโลกหรือการเคลื่อนไหวของดาวเคราะห์บนวงโคจรของพวกเขา) เป็นพลังของโลก พลังนี้ขึ้นอยู่กับอะไร?
การพึ่งพาแรงของมวลกาย
ใน§ 1.23 มันถูกอ้างถึงการหยดฟรีของโทร การทดลองของ Galilee ได้รับการกล่าวถึงซึ่งพิสูจน์แล้วว่าโลกรายงานต่อร่างทั้งหมดในสถานที่นี้การเร่งความเร็วเดียวกันโดยไม่คำนึงถึงมวลของพวกเขา สิ่งนี้เป็นไปได้เฉพาะในกรณีที่แรงกระแทกกับพื้นดินเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลของร่างกาย มันอยู่ในกรณีนี้ที่การเร่งความเร็วของการลดลงฟรีเท่ากับอัตราส่วนของพลังของการดึงดูดความสนใจของโลกกับมวลของร่างกายเป็นค่าคงที่
แน่นอนในกรณีนี้การเพิ่มขึ้นของมวลของ T เช่น halvery จะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของโมดูลแรง f, เช่นกันสองครั้งเช่นเดียวกับ
F.
เรเนียมซึ่งเท่ากับทัศนคติ - จะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
สรุปข้อสรุปนี้สำหรับกองกำลังแรงโน้มถ่วงระหว่างร่างกายใด ๆ เราสรุปได้ว่าความแข็งแกร่งของโลกเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลของร่างกายซึ่งแรงนี้มีผลบังคับใช้ แต่ในการดึงดูดซึ่งกันและกันอย่างน้อยสองร่างมีส่วนร่วม สำหรับแต่ละคนตามกฎหมายที่สามของนิวตันซึ่งเหมือนกันในโมดูลของแรงนั้นถูกต้อง ดังนั้นแต่ละกองกำลังเหล่านี้ควรเป็นสัดส่วนกับทั้งมวลของร่างกายและมวลของร่างกายอื่น
ดังนั้นความแข็งแกร่งของโลกระหว่างสองศพจึงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลิตภัณฑ์ของพวกเขา:
f - ที่นี่2 (3.2.1)
แรงที่ทำหน้าที่อะไรในร่างกายนี้ในส่วนของร่างกายอื่นขึ้นอยู่กับ?
การพึ่งพาแรงของแรงกับระยะห่างระหว่างร่างกาย
สามารถสันนิษฐานได้ว่าแรงโน้มถ่วงควรขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างร่างกาย เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของสมมติฐานนี้และค้นหาการพึ่งพาแรงของแรงจากระยะห่างระหว่างร่างกายนิวตันหันไปสู่การเคลื่อนไหวของดาวเทียมของโลก - ดวงจันทร์ การเคลื่อนไหวของมันแม่นยำยิ่งขึ้นในสมัยนั้นมากกว่าการเคลื่อนไหวของดาวเคราะห์
การอุทธรณ์ของดวงจันทร์ทั่วโลกเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงระหว่างพวกเขา วงโคจรของดวงจันทร์โดยประมาณถือเป็นวงกลม ดังนั้นโลกจึงรายงานการเร่งความเร็วของดวงจันทร์ คำนวณโดยสูตร
l 2
a \u003d - TG
โดยที่ B คือรัศมีของวงโคจรจันทรคติเท่ากับประมาณ 60 รัศมีของโลก T \u003d 27 วัน 7 ชั่วโมง 43 นาที \u003d 2.4 106 C - ระยะเวลาของการไหลเวียนของดวงจันทร์ทั่วโลก เมื่อพิจารณาว่ารัศมีของโลกคือ R3 \u003d 6.4 106 m เราได้รับการเร่งความเร็วของดวงจันทร์เป็นกลางคือ:
2 6 4K 60 | 6.4 | 10
m "" " เกี่ยวกับ
a \u003d 2 ~ 0.0027 m / s *.
(2.4 | 106 วินาที)
รากฐานของการเร่งความเร็วน้อยกว่าการเร่งการล่มสลายฟรีของร่างกายที่พื้นผิวของโลก (9.8 m / s2) ประมาณ 3600 \u003d 602 ครั้ง
ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของระยะห่างระหว่างร่างกายและพื้นดิน 60 เท่านำไปสู่การลดลงของการเร่งความเร็วรายงานจากสถานที่ท่องเที่ยวทางโลกดังนั้นกองกำลังของการดึงดูดใน 602 ครั้ง
นี่หมายถึงข้อสรุปที่สำคัญ: การเร่งความเร็วซึ่งแจ้งให้ร่างของสถานที่น่าสนใจไปที่พื้นลดลงอย่างต่อเนื่องในจัตุรัสของระยะไกลไปยังศูนย์กลางของโลก:
ci
a \u003d k, (3.2.2)
อาร์
ที่ CJ เป็นค่าสัมประสิทธิ์ถาวรเหมือนกันสำหรับร่างกายทั้งหมด
กฎหมายเคปเลอร์
การศึกษาการเคลื่อนไหวของดาวเคราะห์แสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนไหวนี้เกิดจากแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ การใช้การสังเกตยืนต้นอย่างละเอียดของนักดาราศาสตร์ดาเนินที่เงียบสงบ Danish นักวิทยาศาสตร์ที่ไม่ใช่ Metsky Johann Kepler ที่จุดเริ่มต้นของศตวรรษที่ XVII เรียกว่ากฎของ KI-Loatic ของดาวเคราะห์เคลื่อนที่ - กฎหมายที่เรียกว่า Kepler
กฎหมายฉบับแรกของเคปเลอร์
ดาวเคราะห์ทุกดวงเคลื่อนที่ไปตามจุดไข่ปลาหนึ่งในจุดสนใจที่ดวงอาทิตย์ตั้งอยู่
วงรี (รูปที่ 3.3) เรียกว่าโค้งปิดแบนปริมาณของระยะทางจากจุดใด ๆ ที่สูงถึงสองจุดคงที่เรียกว่าโฟกัสคงที่ ระยะทางจำนวนนี้เท่ากับความยาวของแกนขนาดใหญ่ของ Ellipes AB, I.
FG + F2P \u003d 2B,
ที่ fl และ f2 เป็นโฟกัสของวงรีและ b \u003d ^^ - ครึ่งตัวใหญ่; เกี่ยวกับศูนย์กลางของวงรี จุดที่ใกล้ที่สุดของวงโคจรเรียกว่า perieceelium และจุดที่ห่างไกลที่สุดจากมัน - P

ใน
รูปที่. 3.4
"2.
ใน A และ APHELIUS หากดวงอาทิตย์อยู่ในโฟกัส FR (ดูรูปที่ 3.3) จากนั้นจุด A คือ Perigelius และจุดใน Aphelius
กฎหมายที่สองของเคปเลอร์
รัศมี - เวกเตอร์ของดาวเคราะห์ในช่วงเวลาเดียวกันอธิบายถึงพื้นที่ที่เท่าเทียมกัน ดังนั้นหากภาคเฉดสีเทา (รูปที่ 3.4) มีพื้นที่เดียวกันเส้นทาง Si\u003e S2\u003e S3 จะถูกส่งผ่านไปยังดาวเคราะห์ในช่วงเวลาที่เท่ากัน จากรูปที่เห็นว่า SJ\u003e S2 ดังนั้นความเร็วเชิงเส้นของดาวเคราะห์ในจุดต่าง ๆ ของวงโคจรนั้นไม่เหมือนกัน ใน Perihelion ความเร็วของดาวเคราะห์เป็นสิ่งที่ยิ่งใหญ่ที่สุดใน AFE-Lii - เล็กที่สุด
กฎข้อที่สามของ Kepler
สี่เหลี่ยมของระยะเวลาการแปลงของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์เป็นลูกบาศก์ของแกนกึ่งขนาดใหญ่ของวงโคจรของพวกเขา การระลึกถึงส่วนใหญ่ของวงโคจรและระยะเวลาของการไหลเวียนของหนึ่งในดาวเคราะห์ผ่าน L และทีวีและอื่น ๆ - ผ่าน B2 และ T2 กฎหมายที่สามของ Kepler สามารถเขียนได้ดังนี้:

จากสูตรนี้จึงสามารถเห็นได้ว่าดาวเคราะห์ที่ไกลออกไปจากดวงอาทิตย์ยิ่งช่วงเวลาของการรักษาของเธอมากขึ้น
ขึ้นอยู่กับกฎหมายของเคปเลอร์ข้อสรุปบางอย่างเกี่ยวกับการเร่งความเร็วที่รายงานโดยดาวเคราะห์ดวงอาทิตย์สามารถทำได้ เพื่อความเรียบง่ายเราจะพิจารณาวงโคจรไม่ใช่รูปไข่ แต่เป็นวงกลม สำหรับดาวเคราะห์ของระบบสุริยะการเปลี่ยนนี้ไม่ได้ประมาณคร่าวๆเกินไป
จากนั้นความแข็งแกร่งของการดึงดูดจากดวงอาทิตย์ในการประมาณนี้ควรนำไปสู่ดาวเคราะห์ทุกดวงไปยังศูนย์กลางของดวงอาทิตย์
หากหมายถึงการกำหนดช่วงเวลาของการไหลเวียนของดาวเคราะห์และผ่าน R Radii วงโคจรของพวกเขาจากนั้นตามกฎหมายที่สามของเคปเลอร์สำหรับดาวเคราะห์สองดวงสามารถบันทึกได้
t \\ l? T2 R2
การเร่งความเร็วปกติเมื่อขับรถไปรอบ ๆ วงกลม A \u003d CO2R ดังนั้นอัตราส่วนของดาวเคราะห์เร่งความเร็ว
Q-I GLD
7G \u003d -2 ~ - (3-2-5)
2 T: r0
การใช้สมการ (3.2.4) เราได้รับ
t2
ตั้งแต่กฎที่สามของเคปเลอร์มีความยุติธรรมสำหรับดาวเคราะห์ทุกดวงอย่างไรก็ตามการเร่งความเร็วของดาวเคราะห์แต่ละดวงนั้นแปรผกผันกับสแควร์ของระยะทางของเธอไปยังดวงอาทิตย์:
เกี่ยวกับ O.
a \u003d - |. (3.2.6)
ต.
C2 ถาวรเหมือนกันสำหรับดาวเคราะห์ทุกดวง แต่ไม่ตรงกับค่าคงที่ C2 ในสูตรเพื่อเร่งการสื่อสารโดยร่างกายของโลก
นิพจน์ (3.2.2) และ (3.2.6) แสดงให้เห็นว่าแรงโน้มถ่วงในทั้งสองกรณี (ดึงดูดพื้นดินและการดึงดูดแดด) แจ้งความเร่งของร่างกายทั้งหมดเป็นอิสระจากมวลของพวกเขาและลดลงอย่างต่อเนื่องในสัดส่วนของพวกเขา ระยะห่างระหว่างพวกเขา:
f ~ a ~ -2 (3.2.7)
อาร์
กฎหมายของสุขภาพโลก
การดำรงอยู่ของการพึ่งพา (3.2.1) และ (3.2.7) หมายถึงพลังของโลก
tp.l sh
f ~
r2? TT-I TPP
f \u003d g.
ในปี 1667 นิวตันได้กำหนดกฎหมายของแรงโน้มถ่วงที่สงบสุขทั้งหมด:
(3.2.8) r
พลังของการดึงดูดซึ่งกันและกันของสองศพนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับการผลิตมวลของร่างกายเหล่านี้และมีสัดส่วนผกผันกับสแควร์ของระยะห่างระหว่างพวกเขา ค่าสัมประสิทธิ์สเปคมืออาชีพ G เรียกว่าค่าคงที่แรงโน้มถ่วง
ปฏิสัมพันธ์ของจุดและร่างกายขยาย
กฎหมายของชุมชนโลก (3.2.8) ใช้ได้เฉพาะกับหน่วยงานดังกล่าวขนาดของที่มีขนาดเล็กน้อยเมื่อเทียบกับระยะห่างระหว่างพวกเขา กล่าวอีกนัยหนึ่งมันใช้ได้กับจุดวัสดุเท่านั้น ในกรณีนี้กองกำลังของการโต้ตอบแรงโน้มถ่วงจะถูกนำไปตามแนวเชื่อมต่อจุดเหล่านี้ (รูปที่ 3.5) แรงประเภทนี้เรียกว่าภาคกลาง
เพื่อหาจุดแข็งของแรงที่ทำหน้าที่ในร่างกายนี้จากอีกกรณีหนึ่งในกรณีที่ขนาดของร่างกายไม่สามารถละเลยได้พวกเขาจะถูกนำไปใช้ดังนี้ ร่างกายทั้งสองข้างจิตใจถูกแบ่งออกเป็นองค์ประกอบเล็ก ๆ ดังกล่าวเพื่อให้แต่ละคนสามารถมองเห็นได้ การพับกองกำลังที่ทำหน้าที่ในแต่ละองค์ประกอบของร่างกายนี้โดยองค์ประกอบทั้งหมดของร่างกายอื่นได้รับแรงที่ทำหน้าที่ในองค์ประกอบนี้ (รูปที่ 3.6) หลังจากดำเนินการดังกล่าวสำหรับแต่ละองค์ประกอบของร่างกายนี้และพับกองกำลังที่ได้รับค้นหาการกระทำที่เต็มไปด้วยแรงในร่างกายนี้ งานมีความซับซ้อน
อย่างไรก็ตามมีหนึ่งเป็นกรณีสำคัญเกือบเมื่อสูตร (3.2.8) ใช้กับร่างกายที่ขยายออกไป ให้ฉัน
m ^
ข้าว 3.5 รูปที่ 3.6
มันขึ้นอยู่กับร่างกายทรงกลมที่ขึ้นอยู่กับระยะทางไปยังศูนย์ของพวกเขาด้วย Randoms ระหว่างพวกเขาจำนวนมากของ Radii ของพวกเขาถูกดึงดูดด้วยกองกำลังที่มีโมดูลถูกกำหนดโดยสูตร (3.2.8) ในกรณีนี้ R คือระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของลูกบอล
ในที่สุดเนื่องจากมิติของร่างกายที่ตกลงมาบนโลกน้อยกว่ามิติของโลกมากจึงสามารถถือว่าเป็นจุด จากนั้นภายใต้ R ในสูตร (3.2.8) จำเป็นต้องเข้าใจระยะทางจากร่างกายนี้ไปยังศูนย์กลางของโลก
ระหว่างร่างกายทั้งหมดมีแรงดึงดูดของการดึงดูดซึ่งกันและกันขึ้นอยู่กับร่างกายตัวเอง (มวลของพวกเขา) และระยะห่างระหว่างพวกเขา
? 1. ระยะทางจากดาวอังคารถึงดวงอาทิตย์คือ 52% มากกว่าระยะทางจากพื้นดินไปจนถึงดวงอาทิตย์ ระยะเวลาของปีบนดาวอังคารคืออะไร? 2. พลังของการดึงดูดระหว่างการเปลี่ยนลูกบอลอย่างไรถ้าลูกอลูมิเนียม (รูปที่ 3.7) ถูกแทนที่ด้วยลูกเหล็กของมวลเดียวกัน? "ของปริมาณเดียวกันหรือไม่

กฎหมายของโซลูชั่นทั่วโลกเปิดนิวตันในปี ค.ศ. 1687 เมื่อศึกษาการเคลื่อนไหวของดาวเทียมของดวงจันทร์ทั่วโลก นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษกำหนดให้มีการกำหนดสัจพจน์อย่างชัดเจนลักษณะความแข็งแรงของการดึงดูด นอกจากนี้การวิเคราะห์กฎหมายของเคปเลอร์นิวตันคำนวณว่ากองกำลังของสถานที่น่าสนใจควรมีอยู่ไม่เพียง แต่ในโลกของเราเท่านั้น แต่ยังอยู่ในอวกาศ

ประวัติของคำถาม

กฎของแรงโน้มถ่วงทั่วโลกเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ตั้งแต่สมัยโบราณผู้คนศึกษาท้องฟ้าส่วนใหญ่เพื่อรวบรวมปฏิทินการเกษตรการคำนวณวันที่สำคัญวันหยุดทางศาสนา การสังเกตแสดงให้เห็นว่าในใจกลางของ "โลก" มีความเงางาม (ดวงอาทิตย์) ซึ่งอยู่รอบตัวที่มีสวรรค์หมุนรอบวงโคจร ต่อจากนั้น Dogmas of the Church ไม่อนุญาตให้พิจารณามากมายและผู้คนสูญเสียความรู้ที่สะสมมาหลายพันปี

ในศตวรรษที่ 16 ก่อนการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์นักดาราศาสตร์ Pleiad ปรากฏตัวซึ่งมองไปที่ท้องฟ้าในทางวิทยาศาสตร์การขว้างกำเนิดของโบสถ์ T. Braga เป็นเวลาหลายปีที่ดูพื้นที่ด้วยการดูแลเป็นพิเศษจัดระบบการเคลื่อนไหวของดาวเคราะห์ ข้อมูลที่มีความแม่นยำสูงเหล่านี้ช่วยให้ I. Kepler เปิดตัวสามกฎของมัน

เมื่อถึงเวลาที่ค้นพบ (1667), Isaac Newton, ระบบ Geliocentric ของโลก N. Copernicus ก่อตั้งขึ้นในทางดาราศาสตร์ ตามที่เธอแต่ละดาวเคราะห์ของระบบหมุนรอบผู้ทรงคุณวุฒิในวงโคจรซึ่งมีวิธีการที่เพียงพอสำหรับการคำนวณจำนวนมากสามารถพิจารณาเป็นวงกลม ที่จุดเริ่มต้นของศตวรรษที่ XVII I. Kepler การวิเคราะห์งาน T. Brage สร้างกฎหมาย Kinematic ที่มีลักษณะการเคลื่อนไหวของดาวเคราะห์ การค้นพบเป็นรากฐานที่จะชี้แจงพลวัตของการเคลื่อนไหวของดาวเคราะห์นั่นคือกองกำลังที่กำหนดประเภทของการเคลื่อนไหวของพวกเขา

คำอธิบายการโต้ตอบ

ซึ่งแตกต่างจากช่วงสั้นของการโต้ตอบที่อ่อนแอและแข็งแกร่งแรงโน้มถ่วงและสนามแม่เหล็กไฟฟ้ามีคุณสมบัติระยะยาว: ผลกระทบของพวกเขาเป็นที่ประจักษ์ในระยะทางขนาดมหึมา กองกำลัง 2 กองกำลังได้รับอิทธิพลจากปรากฏการณ์เชิงกลใน Macromir: แม่เหล็กไฟฟ้าและความโน้มถ่วง ผลกระทบของดาวเคราะห์บนดาวเทียมเที่ยวบินของเรื่องที่ถูกทอดทิ้งหรือวิ่งว่ายน้ำในของเหลว - ในแต่ละปรากฏการณ์เหล่านี้มีแรงโน้มถ่วง วัตถุเหล่านี้ถูกดึงดูดโดยดาวเคราะห์มันเป็นเพียงชื่อ "กฎหมายของกิจการโลก"

ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าพลังของการดึงดูดซึ่งกันและกันเป็นหลักสูตรระหว่างร่างกาย ปรากฏการณ์ดังกล่าวเนื่องจากการตกอยู่ในวัตถุที่อยู่บนพื้นดินการหมุนของดวงจันทร์ดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์เกิดขึ้นภายใต้การกระทำของกองกำลังของสถานที่ท่องเที่ยวทั่วโลกเรียกว่าแรงโน้มถ่วง

สูตรโลก

แรงโน้มถ่วงทั่วโลกเป็นสูตรดังต่อไปนี้: สองวัตถุวัสดุใด ๆ ที่ดึงดูดซึ่งกันและกันด้วยแรงบางอย่าง ขนาดของแรงนี้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับการผลิตของวัตถุเหล่านี้และสัดส่วนผกผันกับสแควร์ของระยะห่างระหว่างพวกเขา:

ในสูตร M1 และ M2 เป็นมวลของวัตถุวัสดุภายใต้การศึกษา r คือระยะทางที่กำหนดระหว่างศูนย์กลางของวัตถุการตั้งถิ่นฐาน; G เป็นค่าความโน้มถ่วงคงที่ที่แสดงถึงแรงที่ดึงดูดซึ่งกันและกันของวัตถุสองชิ้นที่มีน้ำหนัก 1 กิโลกรัมแต่ละตัวตั้งอยู่ระหว่างตัวเองในระยะ 1 เมตร

สิ่งที่ขึ้นอยู่กับแรงดึงดูด

กฎหมายของแรงโน้มถ่วงทั่วโลกทำหน้าที่ต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับภูมิภาค เนื่องจากแรงดึงดูดขึ้นอยู่กับค่าของละติจูดของบางพื้นที่มันคล้ายกับการเร่งความเร็วของการตกฟรีครอบครองค่าที่แตกต่างกันในสถานที่ต่าง ๆ ค่าสูงสุดของแรงโน้มถ่วงและดังนั้นการเร่งความเร็วการตกฟรีในเสาของโลก - แรงของแรงโน้มถ่วงที่จุดเหล่านี้เท่ากับความแข็งแกร่งของการดึงดูด ค่าน้อยที่สุดจะอยู่ที่เส้นศูนย์สูตร

โลกมีความยั่งยืนเล็กน้อยรัศมีขั้วจะน้อยกว่าเส้นศูนย์สูตรประมาณ 21.5 กม. อย่างไรก็ตามการพึ่งพานี้มีความสำคัญน้อยกว่าเมื่อเทียบกับการหมุนของโลกทุกวัน การคำนวณแสดงให้เห็นว่าเนื่องจากความยั่งยืนของโลกในเส้นศูนย์สูตรปริมาณการเร่งความเร็วของการตกฟรีนั้นเล็กกว่ามูลค่าของเสา 0.18% และการหมุนเวียนทุกวัน - 0.34%

อย่างไรก็ตามในสถานที่เดียวกันของโลกมุมระหว่างเวกเตอร์ทิศทางมีขนาดเล็กดังนั้นความคลาดเคลื่อนระหว่างแรงของการดึงดูดและแรงจึงไม่มีนัยสำคัญและสามารถละเลยในการคำนวณ นั่นคือเราสามารถสันนิษฐานได้ว่าโมดูลของกองกำลังเหล่านี้เหมือนกัน - การเร่งความเร็วของการตกฟรีใกล้พื้นผิวของโลกทุกที่เหมือนกันและเท่ากับประมาณ 9.8 m / s²

เอาท์พุท

Isaac Newton เป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ทำปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์สร้างหลักการของพลวัตได้อย่างสมบูรณ์และขึ้นอยู่กับพวกเขาสร้างภาพทางวิทยาศาสตร์ของโลก การค้นพบของเขาส่งผลกระทบต่อการพัฒนาวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการสร้างวัสดุและวัฒนธรรมทางจิตวิญญาณ บนชะตากรรมของนิวตันภารกิจในการแก้ไขผลของความคิดของโลกที่ลดลง ในศตวรรษที่ XVII นักวิทยาศาสตร์เสร็จสิ้นการสร้างรากฐานของวิทยาศาสตร์ใหม่ - ฟิสิกส์

การตกอยู่ในร่างกายบนพื้นดินในความว่างเปล่าเรียกว่าการหยดฟรีของโทร. เมื่อตกลงมาในหลอดแก้วซึ่งอากาศเป็นตะกั่วชิ้นหนึ่งปลั๊กและขนอ่อนถึงด้านล่างพร้อมปั๊มในเวลาเดียวกัน (รูปที่ 26) ดังนั้นด้วยการหล่นฟรีร่างกายทั้งหมดโดยไม่คำนึงถึงมวลของพวกเขาเคลื่อนที่เหมือนกัน

หล่นฟรีเป็นการเคลื่อนไหวที่สมดุล

การเร่งความเร็วที่ร่างกายตกลงไปในโลกเรียกว่าการเร่งความเร็วของการตกฟรี การเร่งความเร็วของการตกฟรีจะถูกระบุโดยตัวอักษร G พื้นผิวของโลกมีโมดูลความเร่งของการตกฟรีประมาณเท่ากัน

หากการคำนวณไม่ต้องมีความแม่นยำสูงก็จะถือว่าโมดูลการเร่งความเร็วของการตกฟรีที่พื้นผิวของโลกเท่ากัน

ค่าเดียวกันของการเร่งความเร็วของร่างกายที่ตกอยู่ได้อย่างอิสระที่มีมวลที่แตกต่างกันบ่งชี้ว่าแรงภายใต้การกระทำที่ร่างกายได้รับการเร่งความเร็วของการตกฟรีเป็นสัดส่วนกับมวลของร่างกาย แรงดึงดูดนี้ทำหน้าที่จากพื้นดินสำหรับร่างกายทั้งหมดเรียกว่าแรงโน้มถ่วงหนัก:

ความแข็งแกร่งของแรงโน้มถ่วงทำหน้าที่ในร่างกายใด ๆ ที่พื้นผิวของโลกและระยะทางจากพื้นผิวและระยะทาง 10 กม. ที่เครื่องบินบิน ความแข็งแรงของแรงโน้มถ่วงทำหน้าที่ในระยะทางไกลจากพื้นดินหรือไม่? ความแข็งแรงขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วงและการเร่งความเร็วของการตกฟรีจากระยะไกลสู่โลกหรือไม่? นักวิทยาศาสตร์หลายคนคิดตามคำถามเหล่านี้ แต่เป็นครั้งแรกที่คำตอบนั้นมอบให้ในศตวรรษที่ XVII นักฟิสิกส์ภาษาอังกฤษที่ยอดเยี่ยม Isaac Newton (1643-1727)

พึ่งพาแรงโน้มถ่วงจากระยะไกล

นิวตันแนะนำว่าความแข็งแกร่งของแรงโน้มถ่วงทำหน้าที่ใด ๆ จากโลก แต่มูลค่าของมันลดลงตามสัดส่วนของระยะห่างจากศูนย์กลางของโลก การตรวจสอบสมมติฐานนี้อาจเป็นการวัดพลังของการดึงดูดของร่างกายซึ่งอยู่ในระยะที่สูงจากพื้นดินและเปรียบเทียบกับแรงดึงดูดของร่างกายเดียวกันที่พื้นผิวของโลก

ในการกำหนดความเร่งของการเคลื่อนไหวของร่างกายภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วงในระยะไกลจากดินแดนนิวตันใช้ประโยชน์จากผลการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ของการเคลื่อนไหวของดวงจันทร์

เขาแนะนำว่าความแข็งแกร่งของแรงดึงดูดที่ทำหน้าที่ในส่วนของโลกบนดวงจันทร์เป็นแรงโน้มถ่วงเดียวกันที่ทำหน้าที่ในร่างกายที่พื้นผิวโลก ดังนั้นการเร่งความเร็วของศูนย์กลางเมื่อเคลื่อนย้ายดวงจันทร์ในวงโคจรรอบโลกคือการเร่งความเร็วของการล่มสลายของดวงจันทร์ฟรีสู่โลก

ระยะทางจากศูนย์กลางของโลกไปยังใจกลางของดวงจันทร์คือกิโลเมตร ประมาณ 60 เท่าของระยะห่างจากศูนย์กลางของโลกไปจนถึงพื้นผิวของมัน

หากความแข็งแรงของแรงโน้มถ่วงลดลงอย่างต่อเนื่องในตารางห่างจากศูนย์กลางของโลกจากนั้นการเร่งความเร็วของการตกฟรีในวงโคจรของดวงจันทร์ควรจะน้อยกว่าการเร่งความเร็วของการตกฟรีที่พื้นผิวของโลก

ตามค่าที่ทราบของรัศมีของวงโคจรของดวงจันทร์และระยะเวลาของการอุทธรณ์รอบ ๆ แผ่นดินนิวตันคำนวณการเร่งการเร่งความเร็วของดวงจันทร์ มันกลายเป็นเท่ากันจริงๆ

ค่าที่คาดการณ์ได้ในทางทฤษฎีของการเร่งความเร็วของการตกตะกอนฟรีใกล้เคียงกับค่าที่ได้จากการสังเกตทางดาราศาสตร์ สิ่งนี้พิสูจน์ให้เห็นถึงความยุติธรรมของสมมติฐานของนิวตันที่ความแข็งแกร่งของแรงโน้มถ่วงลดลงอย่างต่อเนื่องในตารางห่างจากศูนย์กลางของโลก:

กฎของแรงโน้มถ่วงทั่วโลก

เช่นเดียวกับดวงจันทร์เคลื่อนที่ไปทั่วโลกดินแดนเลี้ยวหันไปรอบ ๆ ดวงอาทิตย์ Mercury, Venus, Mars, ดาวพฤหัสบดีและดาวเคราะห์อื่น ๆ ได้รับการปฏิบัติรอบดวงอาทิตย์

ระบบสุริยะ. นิวตันพิสูจน์ให้เห็นว่าการเคลื่อนไหวของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์เกิดขึ้นภายใต้การกระทำของแรงดึงดูดที่นำไปสู่ดวงอาทิตย์และลดลงอย่างต่อเนื่องในตารางห่างจากมัน โลกดึงดูดดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ - โลกดวงอาทิตย์ดึงดูดดาวพฤหัสบดีและดาวพฤหัสบดีเป็นสหายของเขา ฯลฯ จากที่นี่นิวตันสรุปว่าร่างกายทั้งหมดในจักรวาลดึงดูดซึ่งกันและกัน

พลังของการดึงดูดซึ่งกันและกันทำหน้าที่ระหว่างดวงอาทิตย์ดาวเคราะห์ดาวหางดาวและร่างอื่น ๆ ในจักรวาลนิวตันเรียกพลังของแรงโน้มถ่วงทั่วโลก

ความแข็งแกร่งของโลกที่แสดงบนดวงจันทร์ในส่วนของโลกเป็นสัดส่วนกับมวลของดวงจันทร์ (ดูสูตร 9.1) เห็นได้ชัดว่าหิมะตกทั่วโลกทำหน้าที่จากดวงจันทร์บนพื้นดินเป็นสัดส่วนกับมวลของโลก กองกำลังเหล่านี้ในกฎที่สามของนิวตันมีค่าเท่ากับกัน ดังนั้นความแข็งแกร่งของโลกที่ทำหน้าที่ระหว่างดวงจันทร์และพื้นดินเป็นสัดส่วนกับมวลของโลกและมวลของดวงจันทร์นั่นคือสัดส่วนกับการทำงานของมวลชนของพวกเขา

โดยการกระจายรูปแบบที่จัดตั้งขึ้น - การพึ่งพาแรงโน้มถ่วงจากระยะไกลและต่อมวลของร่างกายที่มีปฏิสัมพันธ์ - ในการมีปฏิสัมพันธ์ของร่างกายทั้งหมดในจักรวาลนิวตันเปิดกฎหมายของชุมชนโลกในปี 1682: ร่างกายทั้งหมดถูกดึงดูดซึ่งกันและกัน ความแข็งแกร่งของโลกเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลของมวลชนและระยะห่างระหว่างสแควร์สแควร์ผกผันระหว่างพวกเขา:

เวกเตอร์ของจุดแข็งของโลกจะถูกนำไปใช้กับร่างกายที่เชื่อมต่อโดยตรง

กฎหมายของแรงโน้มถ่วงทั่วโลกในแบบฟอร์มดังกล่าวสามารถใช้ในการคำนวณแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างหน่วยงานใด ๆ หากขนาดของร่างกายน้อยกว่าระยะห่างระหว่างพวกเขาอย่างมีนัยสำคัญ นิวตันพิสูจน์ให้เห็นว่าสำหรับร่างกายทรงกลมที่เป็นเนื้อเดียวกันกฎหมายของแรงโน้มถ่วงทั่วโลกในแบบฟอร์มนี้ใช้ได้ในระยะทางระหว่างร่างกาย เหนือระยะห่างระหว่างร่างกายในกรณีนี้ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของลูกบอล

กองกำลังของโลกเรียกว่าแรงโน้มถ่วงและค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วนในกฎของแรงโน้มถ่วงทั่วโลกเรียกว่าค่าคงที่แรงโน้มถ่วง

ค่าคงที่แรงโน้มถ่วง

หากมีแรงดึงดูดระหว่างโลกและชอล์กบดก็อาจมีแรงดึงดูดและระหว่างครึ่งหนึ่งของโลกและชอล์กชิ้นหนึ่ง ขั้นตอนต่อกระบวนการของการแบ่งโลกอย่างต่อเนื่องเราจะสรุปได้ว่ากองกำลังแรงโน้มถ่วงจะต้องทำหน้าที่ระหว่างร่างกายใด ๆ ตั้งแต่ดาวฤกษ์และดาวเคราะห์และจบลงด้วยโมเลกุลอะตอมและอนุภาคประถม สมมติฐานนี้ได้รับการพิสูจน์โดยนักฟิสิกส์ภาษาอังกฤษทดลอง Henry Cavendish (1731-1810) ในปี ค.ศ. 1788

คาเวนดิชดำเนินการทดลองเกี่ยวกับการตรวจจับการปฏิสัมพันธ์ของร่างกายที่มีขนาดเล็ก

ขนาดที่มีเครื่องชั่งที่แข็งแกร่ง ลูกบอลตะกั่วขนาดเล็กที่เหมือนกันสองลูกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5 ซม. ได้รับการเสริมแรงบนก้านที่แขวนอยู่บนลวดทองแดงละเอียด กับลูกบอลขนาดเล็กเขาติดตั้งลูกบอลตะกั่วขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 ซม. (รูปที่ 27) การทดลองแสดงให้เห็นว่าในเวลาเดียวกันก้านที่มีลูกบอลขนาดเล็กถูกเปิดออกซึ่งบ่งบอกถึงการปรากฏตัวของความแข็งแรงของการดึงดูดระหว่างลูกบอลตะกั่ว

การหมุนของก้านป้องกันแรงของความยืดหยุ่นซึ่งเกิดขึ้นเมื่อการระงับนั้นบิด

แรงนี้เป็นสัดส่วนกับมุมของเทิร์น พลังของการโต้ตอบกับความโน้มถ่วงของลูกบอลสามารถกำหนดได้โดยมุมของการระงับ

ลูกบอลจำนวนมากระยะห่างระหว่างพวกเขาในประสบการณ์ของคาเวนดิชเป็นที่รู้จักความแข็งแกร่งของปฏิสัมพันธ์ความโน้มถ่วงถูกวัดโดยตรง ดังนั้นประสบการณ์ทำให้เป็นไปได้ที่จะกำหนดค่าคงที่แรงโน้มถ่วงในกฎของแรงโน้มถ่วงทั่วโลก ตามข้อมูลที่ทันสมัยเท่ากัน



สิ่งพิมพ์ที่คล้ายกัน