Pravo sveta: fizika

Zakon univerzalne percepcije je Newton odkril leta 1687, medtem ko je proučeval gibanje Luninega satelita okoli Zemlje. Angleški fizik je jasno oblikoval postulat, ki opisuje sile privlačnosti. Poleg tega je Newton, ko analizira zakone Keplerja, izračunal, da morajo sile privlačnosti obstajati ne samo na našem planetu, ampak tudi v vesolju.

Ozadje

Zakon sveta se ne rodi spontano. Od antičnih časov, ljudje so preučevali nebo, predvsem za pripravo kmetijskih koledarjev, izračun pomembnih datumov, verskih praznikov. Opazovanja so pokazala, da je v središču "sveta" Sonce (Sonce), okoli katerega se nebesna telesa vrtijo v orbitah. Kasneje dogme cerkve niso dopustile, da bi se to upoštevalo, ljudje pa so izgubili znanje, ki se je nabralo več tisoč let.

V 16. stoletju, pred izumom teleskopov, se je pojavila galaksija astronomov, ki so znanstveno gledali v nebo in odvrgli prepovedi cerkve. T. Brahe, ki je dolga leta opazoval kozmos, je sistematično sistematiziral gibanje planetov. Ti zelo natančni podatki so pomagali I. Keplerju kasneje odkriti tri njegove zakone.

V času odkritja (1667) Isaac Newtona iz astronomskega zakona je bil končno vzpostavljen heliocentrični sistem sveta N. Copernicusa. V skladu s tem se vsak od planetov sistema vrti okrog svetilke v orbitah, ki se lahko s približkom, ki zadostuje za številne izračune, šteje za krožne. V začetku XVII. Stoletja. I. Kepler, ki analizira dela T. Brahe, je določil kinematične zakone, ki opisujejo gibanje planetov. Odkritje je postalo temelj za pojasnitev dinamike gibanja planetov, to je sil, ki natančno določajo tovrstno gibanje.

Opis interakcije

Za razliko od kratkotrajnih šibkih in močnih interakcij imajo gravitacijska in elektromagnetna polja dolgoročne lastnosti: njihov vpliv se kaže na ogromnih razdaljah. Dve sili delujejo na mehanske pojave v makrokozmosu: elektromagnetno in gravitacijsko. Vpliv planetov na satelite, beg zapuščenega ali zanemarjenega objekta, plavanje telesa v tekočini - gravitacijske sile delujejo v vsakem od teh pojavov. Te predmete privlači planet, zanj, od tod tudi ime "zakon sveta".

Dokazano je, da sila medsebojnega privabljanja med fizičnimi telesi nedvomno deluje. Takšni pojavi, kot je padec predmetov na Zemlji, rotacija Lune, planeti okoli Sonca, ki se pojavljajo pod delovanjem univerzalne privlačnosti, se imenujejo gravitacijska.

Pravo sveta: formula

V svetovnem merilu smo oblikovali tako: vsaka dva materialna objekta se med seboj privlačita z določeno silo. Velikost te sile je neposredno sorazmerna zmnožku mas teh objektov in obratno sorazmerna s kvadratom razdalje med njimi:

V formuli so m1 in m2 mase obravnavanih materialnih predmetov; r je razdalja, določena med središča mase objekti poselitve; G je konstantna gravitacijska količina, ki izraža silo, s katero se doseže medsebojno privlačnost dveh predmetov, ki tehtata po 1 kg, med seboj na razdalji 1 m.

Gravitacijska konstanta eksperimentalno. Britanski znanstvenik Henry Cavendish je uspel izvesti izračune s pomočjo posebnih dinamometrskih uteži. Izkazalo se je, da je vrednost G = (6.673 ± 0.003) · 10 ^-11 N · m ² · kg ^{- 2} v MCE (mednarodni sistem enot).

Nianse izračunov

Zakon Isaaca Newtona pripada tako imenovani klasični mehaniki (tradicionalna fizika) in ne vedno natančno odraža interakcije na mikro ravni (v »novi« fiziki). Zato je bil zakon univerzalnega Newtona uporabljen samo za materialne točke (predmete). Sila privlačnosti, ki se pojavi med dvema objektoma, lahko določimo s formulo, predstavljeno zgoraj, v naslednjih primerih:

• Če sta obe telesi homogena, je r znana razdalja med središči predmetov; m1, m2 - mase predmetov.
• Eno izmed teles je materialna točka (predmet), druga pa homogena krogla, m1 je masa točke, m2 je krogla, r je znana razdalja med središčema mase.

Polje

Obe interakcijski sili, ki delujeta na vsakem medsebojno delujočem predmetu, sta enaki po velikosti, medtem ko sta nasproti v smeri, v popolni skladnosti z Newtonovim zakonom (zakon interakcije dveh materialnih točk). Sile so usmerjene vzdolž ravne črte, ki povezuje obe materialni točki - ti se imenujejo centralni. Gravitacijsko interakcijo med temi objekti izvaja polje agresije. Na vsako točko gravitacijskega polja na objekt, ki je v njem, vpliva gravitacija, ki je sorazmerna masi tega objekta. Gravitacija ni odvisna od okolja, v katerem se nahaja predmet, ki ga proučujemo (telo, točka).

Polje ima specifično lastnost - pri prenosu predmeta določene mase (m) med različnimi točkami polja gravitacije učinek gravitacije ne bo odvisen od trajektorije objekta, temveč bo odvisen samo od položaja v gravitacijskem polju začetne in končne točke gibanja objekta. Sile, ki so imele podobne lastnosti, so bile imenovane konzervativne, polje z delovanjem takšnih sil pa je bilo potencialno.

Gravitacija na kozmični lestvici

Isaac Newton je dokazal, da je zakon svetovne širine, ki ga je opredelil klasični mehaniki, pomemben tudi v astronomskih izračunih. Integralna značilnost zakona gravitacije je koncept gravitacije - sila, s katero predmet privlači polje agresije. Ta definicija je pomembna za vse vesoljske objekte.

Običajno se gravitacija (Ft) izračuna z uporabo preproste formule: Ft = mg, tj. Masa predmeta (m), ki je povišana nad površino Zemlje, se pomnoži s koeficientom gravitacijskega pospeška (g). Na zemeljski površini je koeficient g znan, če je zaokrožen, je enak 9,8 m / s². Toda izračuni postanejo netočni, če se objekt nahaja na precejšnji razdalji od ravnine Zemlje. V tem primeru koeficient g ni znan vnaprej, tukaj pa se rešuje newtonska fizika. Zakon svetovne širine omogoča izračun gravitacije tudi za oddaljene predmete (npr. Luna, sateliti, meteoriti itd.), Če je poznana razdalja med telesom in Zemljo.

Primer izračuna

Postavimo ga na višino h nad Zemljo, katerega polmer je Rc, masa pa je Mc, objekt mase m. Med objektom in Zemljo deluje ista sila širine sveta:

V tem primeru se Ft imenuje sila gravitacije - sila privlačnosti predmeta, ki ga proučuje Zemlja (natančneje, komponenta te sile). Ta sila daje predmetu pospešek prostega padca. Lahko se izračuna na naslednji način: Ft = G · (Mc · m / r²), kjer je r = Rc + h razdalja od objekta do središča Zemlje, G je gravitacijska konstanta.

Če preučimo formulo, postane očitno, da višji kot je predmet študije nad ravnino planeta, manj je in manj sila gravitacije. To pomeni, da se gravitacijsko polje planeta poveča, ko se približuje njenemu središču.

Značilnosti vpliva

Zaradi dnevne rotacije Zemlje ali drugega planeta okoli osi se sila gravitacije in sila gravitacije za isti objekt v modulu in smeri razlikujeta. Sila privlačnosti (gravitacijske sile) je vedno usmerjena vzdolž polmera do središča Zemlje, sile gravitacije Ft - vzdolž vodne črte do središča Zemlje.

Sila privlačnosti je odvisna od vrednosti geografske širine. Razlog za to odvisnost je, da v vsakodnevni rotaciji sodeluje poljubno telo, ki miruje glede na Zemljo, zato se telo, ko se premika okoli osi v krogu, prizadene s privlačno silo in s silo, usmerjeno pod določenim kotom. Posledica teh sil in daje telesu centripetalni pospešek.

Kaj določa sila gravitacije

Svetovna zakonodaja deluje drugače, odvisno od regije. Ker je sila privlačnosti odvisna od vrednosti zemljepisne širine na določeni lokaciji, je pospešek prostega padca prav tako značilen za različne vrednosti na različnih mestih. Največja vrednost je težnost in zato gravitacijski pospešek na polih Zemlje - sila gravitacije na teh točkah je enaka sili privlačnosti. Minimalne vrednosti bodo na ekvatorju.

Globus je rahlo sploščen, polarni polmer je manjši od ekvatorialnega polmera za približno 21,5 km. Vendar pa je ta odvisnost manj pomembna kot dnevna rotacija Zemlje. Izračuni kažejo, da je pospešek prostega padca zaradi sploščenosti Zemlje na ekvatorju nekoliko manjša od njegove vrednosti na polu za 0,18%, in z dnevnim vrtenjem - za 0,34%.

Vendar pa je na istem mestu Zemlje kot med vektorji smeri majhen, zato je razlika med silo gravitacije in gravitacijo nepomembna in jo lahko v izračunih zanemarimo. To pomeni, da lahko domnevamo, da so moduli teh sil enaki - pospešek prostega padca blizu površine Zemlje je povsod enak in je približno 9,8 m / s².

Zaključek

Isaac Newton je bil znanstvenik, ki je storil znanstvene revolucije popolnoma obnovili načela dinamike in na podlagi njih ustvarili znanstveno sliko sveta. Njegovo odkritje je vplivalo na razvoj znanosti, ustvarjanje materialne in duhovne kulture. Usoda Newtona se je znašla v izzivu, da bi revidirali rezultate idej o svetu. V XVII. Stoletju. Znanstveniki so zaključili veličastno delo izgradnje nove znanosti - fizike.