Zakon svijeta: fizika

Zakon univerzalne percepcije Newton je otkrio 1687. godine dok je proučavao gibanje satelita Mjeseca oko Zemlje. Engleski fizičar je jasno formulirao postulat koji karakterizira sile privlačnosti. Osim toga, analizirajući Keplerove zakone, Newton je izračunao da sile privlačnosti moraju postojati ne samo na našoj planeti, već iu svemiru.

dosije

Zakon svijeta se ne rađa spontano. Od davnina, ljudi su proučavali nebo, uglavnom za sastavljanje poljoprivrednih kalendara, izračun važnih datuma, vjerskih blagdana. Opažanja su pokazala da je u središtu "svijeta" Sunce (Sunce), oko kojeg se nebeska tijela okreću u orbiti. Kasnije, dogme crkve nisu dopustile da se to uzme u obzir, a ljudi su izgubili znanje prikupljeno tisućama godina.

U 16. stoljeću, prije pronalaska teleskopa, pojavila se galaksija astronoma koja je znanstveno gledala u nebo, bacajući zabrane crkve. T. Brahe, dugi niz godina promatrajući kozmos, sustavno je sistematizirao kretanje planeta. Ti vrlo točni podaci pomogli su I. Kepleru da otkrije tri njegova zakona.

Do vremena otkrića (1667.) Isaka Newtona iz zakona astronomije, konačno je uspostavljen heliocentrični sustav svijeta N. Copernicus. Prema njemu, svaki od planeta sustava vrti se oko Svjetiljke u orbitama, koje se s aproksimacijom dovoljnom za mnoge izračune mogu smatrati kružnim. Početkom XVII. I. Kepler, analizirajući radove T. Brahe, utvrdio je kinematičke zakone koji karakteriziraju gibanje planeta. Otkriće je postalo temelj za razjašnjavanje dinamike kretanja planeta, odnosno sila koje točno određuju ovu vrstu kretanja.

Opis interakcije

Za razliku od kratkotrajnih slabih i jakih interakcija, gravitacijska i elektromagnetska polja imaju dugoročna svojstva: njihov se utjecaj očituje na ogromnim udaljenostima. Dvije sile djeluju na mehaničke pojave u makrokozmosu: elektromagnetske i gravitacijske. Utjecaj planeta na satelite, bijeg napuštenog ili zapuštenog objekta, plivanje tijela u tekućini - gravitacijske sile djeluju u svakom od tih fenomena. Ovi objekti privlači se planetom, njime, otuda i nazivom "širom svijeta".

Dokazano je da između fizičkih tijela djeluje sila međusobnog privlačenja. Takvi fenomeni kao što su pad objekata na Zemlji, rotacija Mjeseca, planeti oko Sunca, koji se javljaju pod djelovanjem sila univerzalne privlačnosti, nazivaju se gravitacijskim.

Zakon svijeta: formula

Diljem svijeta formulirana na sljedeći način: bilo koja dva materijalna objekta privlače jedni druge određenom snagom. Veličina te sile je izravno proporcionalna proizvodu mase tih objekata i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih:

U formuli su m1 i m2 mase istraživanih materijalnih objekata; r je udaljenost između središta mase objekti naselja; G je konstantna gravitacijska količina, koja izražava silu kojom se ostvaruje međusobno privlačenje dva objekta od po 1 kg, smještenih međusobno na udaljenosti od 1 m.

Gravitacijska konstanta eksperimentalno. Britanski znanstvenik Henry Cavendish uspio je provesti izračune uz pomoć posebnih dinamometarskih utega. Pokazalo se da je vrijednost G = (6.673 ± 0.003) · 10 ^-11 N · m ² · kg ^{- 2} u MCE (Međunarodni sustav jedinica).

Nijanse izračuna

Zakon Isaaca Newtona pripada takozvanoj klasičnoj mehanici (tradicionalna fizika) i ne uvijek točno odražava interakcije na mikro razini (u "novoj" fizici). Stoga se zakon univerzalnog Newtona primjenjivao samo za materijalne točke (objekte). Sila privlačnosti koja se javlja između dva objekta može se odrediti pomoću gore navedene formule u sljedećim slučajevima:

• Ako su oba tijela homogeni objekti, tada je r poznata udaljenost između središta objekata; m1, m2 - mase objekata.
• Jedno od tijela je materijalna točka (objekt), a druga je homogena kugla, tada je m1 masa točke, m2 je kugla, r je poznata udaljenost između središta mase.

Polje

Dvije interakcijske sile koje djeluju na svaki od interakcijskih objekata su iste veličine, dok su suprotne u smjeru, u punom skladu s Newtonovim zakonom (zakon interakcije 2 materijalne točke). Sile su usmjerene po ravnoj liniji koja povezuje obje materijalne točke - nazivaju se središnje. Gravitacijska interakcija između tih objekata provodi polje agresije. U svakoj točki gravitacijskog polja na objekt stavljen na njega utječe gravitacija, koja je proporcionalna masi ovog objekta. Gravitacija ne ovisi o okolišu u kojem se nalazi predmet koji se istražuje (tijelo, točka).

Polje ima specifično svojstvo - pri prijenosu objekta određene mase (m) između različitih točaka polja gravitacije, učinak gravitacije neće ovisiti o putanji objekta, već će ovisiti isključivo o položaju u gravitacijskom polju početne i završne točke kretanja objekta. Sile koje su imale slična svojstva nazivane su konzervativno, a polje s djelovanjem takvih sila bilo je potencijalno.

Gravitacija na kozmičkoj skali

Isaac Newton je dokazao da je zakon svjetske širine, definicija koju je dao klasičnoj mehanici, također relevantan u astronomskim izračunima. Integralna značajka zakona gravitacije je pojam gravitacije - sila kojom predmet privlači polje agresije. Ta je definicija relevantna za sve svemirske objekte.

Obično se gravitacija (Ft) izračunava pomoću jednostavne formule: Ft = mg, tj. Masa objekta (m) povišenog iznad površine Zemlje množi se s koeficijentom gravitacijskog ubrzanja (g). Na površini Zemlje je poznat koeficijent g, ako je zaobljen, on je jednak 9,8 m / s². No, proračuni postaju netočni ako se objekt nalazi na značajnoj udaljenosti od Zemlje. U takvoj situaciji koeficijent g nije unaprijed poznat, a ovdje se spašava Newtonova fizika. Zakon svjetske širine omogućuje izračunavanje gravitacije čak i za udaljene objekte (npr. Mjesec, satelite, meteorite itd.), Ako je poznata udaljenost između tijela i Zemlje.

Primjer izračuna

Stavite ga na visinu h iznad Zemlje, čiji je radijus Rc, a masa je Mc, objekt mase m. Između objekta i Zemlje djeluje ista sila širine svijeta:

U ovom slučaju, Ft se naziva sila gravitacije - sila privlačenja objekta koji proučava Zemlja (točnije, komponenta te sile). Ta sila daje objektu ubrzanje slobodnog pada. Može se izračunati na sljedeći način: Ft = G · (Mc · m / r²), gdje je r = Rc + h udaljenost od objekta do središta Zemlje, G je gravitacijska konstanta.

Ako proučavamo formulu, postaje očigledno da što je predmet istraživanja viši od planeta, to je manja i manja sila gravitacije. To jest, gravitacijsko polje planeta se povećava kada se približava njegovom središtu.

Značajke utjecaja

Zbog dnevne rotacije Zemlje ili drugog planeta oko osi, sila gravitacije i sila gravitacije za isti objekt razlikuju se po modulu i smjeru. Sila privlačenja (gravitacijska sila) uvijek je usmjerena duž radijusa prema središtu Zemlje, sila gravitacije Ft - duž linije viska do središta Zemlje.

Snaga privlačnosti ovisi o vrijednostima geografske širine. Razlog ove ovisnosti je da proizvoljno tijelo, koje je u mirovanju u odnosu na Zemlju, sudjeluje u njegovoj dnevnoj rotaciji, dakle, kada se kreće oko osi u krugu, na tijelo utječe privlačna sila i sila reakcije usmjerena pod određenim kutom. Rezultat tih sila i daje tijelu centripetalno ubrzanje.

Ono što određuje silu gravitacije

Zakon svijeta djeluje drugačije, ovisno o regiji. Budući da sila privlačnosti ovisi o vrijednostima geografske širine na određenom mjestu, ubrzanje slobodnog pada slično je obilježeno različitim vrijednostima na različitim mjestima. Maksimalna vrijednost je gravitacija i, prema tome, gravitacijsko ubrzanje na polovima Zemlje - sila gravitacije u tim točkama jednaka je sili privlačnosti. Minimalne vrijednosti bit će na ekvatoru.

Kugla je blago spljoštena, polarni polumjer je manja od ekvatorijalnog radijusa za oko 21,5 km. Međutim, ova ovisnost je manje značajna u usporedbi s dnevnom rotacijom Zemlje. Proračuni pokazuju da je zbog poravnanja Zemlje na ekvatoru, ubrzanje slobodnog pada nešto manje od njegove vrijednosti na polu za 0,18%, a kroz dnevnu rotaciju - za 0,34%.

Međutim, na istom mjestu Zemlje kut između vektora smjera je mali, tako da je razlika između sile gravitacije i gravitacije beznačajna i može se zanemariti u izračunima. To jest, možemo pretpostaviti da su moduli tih sila isti - ubrzanje slobodnog pada u blizini površine Zemlje je svugdje isto i iznosi oko 9,8 m / s².

zaključak

Isaac Newton bio je znanstvenik koji je počinio znanstvena revolucija u potpunosti obnovili načela dinamike i na temelju njih stvorili znanstvenu sliku svijeta. Njegovo otkriće utjecalo je na razvoj znanosti, stvaranje materijalne i duhovne kulture. Sudbina Newtona pala je na izazov revidiranja rezultata ideja o svijetu. U XVII. Znanstvenici su dovršili grandiozni rad na izgradnji temelja nove znanosti - fizike.