Apakah daya graviti dalam definisi fizik. Daya graviti dan daya graviti sejagat

Ketinggian di mana satelit buatan bergerak sudah pun setanding dengan jejari Bumi, jadi untuk mengira trajektori mereka, dengan mengambil kira perubahan dalam daya graviti dengan jarak yang semakin meningkat adalah sangat diperlukan.

Jadi, Galileo berpendapat bahawa semua jasad yang dilepaskan dari ketinggian tertentu berhampiran permukaan Bumi akan jatuh dengan pecutan yang sama. g (jika rintangan udara diabaikan). Daya yang menyebabkan pecutan ini dipanggil graviti. Mari kita gunakan hukum kedua Newton pada daya graviti, menganggap sebagai pecutan a pecutan graviti g . Oleh itu, daya graviti yang bertindak ke atas jasad boleh ditulis sebagai:

F g =mg

Daya ini diarahkan ke bawah ke arah pusat Bumi.

Kerana dalam sistem SI g = 9.8 , maka daya graviti yang bertindak ke atas jasad berjisim 1 kg ialah.

Kami menggunakan formula undang-undang graviti universal untuk menerangkan daya graviti - daya graviti antara bumi dan jasad yang terletak di permukaannya. Kemudian m 1 akan digantikan dengan jisim Bumi m 3 , dan r - dengan jarak ke pusat Bumi, i.e. kepada jejari Bumi r 3 . Oleh itu kita mendapat:

Di mana m ialah jisim jasad yang terletak di permukaan Bumi. Daripada kesamarataan ini, berikutan bahawa:

Dengan kata lain, pecutan jatuh bebas di permukaan bumi g ditentukan oleh nilai m 3 dan r 3 .

Di Bulan, di planet lain, atau di angkasa lepas, daya graviti yang bertindak ke atas jasad yang mempunyai jisim yang sama akan berbeza. Sebagai contoh, pada Bulan nilai g hanya mewakili satu perenam g di Bumi, dan jasad berjisim 1 kg dipengaruhi oleh daya graviti yang sama dengan hanya 1.7 N.

Sehingga pemalar graviti G diukur, jisim Bumi kekal tidak diketahui. Dan hanya selepas G diukur, menggunakan nisbah, adalah mungkin untuk mengira jisim bumi. Ini pertama kali dilakukan oleh Henry Cavendish sendiri. Menggantikan dalam formula pecutan jatuh bebas dengan nilai g=9.8m/s dan jejari bumi r z =6.3810 6 kita memperoleh nilai jisim Bumi berikut:

Untuk daya graviti yang bertindak pada jasad berhampiran permukaan Bumi, seseorang hanya boleh menggunakan ungkapan mg. Sekiranya perlu untuk mengira daya tarikan yang bertindak pada jasad yang terletak pada jarak tertentu dari Bumi, atau daya yang disebabkan oleh jasad angkasa lain (contohnya, Bulan atau planet lain), maka nilai g harus digunakan, dikira menggunakan formula yang terkenal, di mana r 3 dan m 3 mesti digantikan dengan jarak dan jisim yang sepadan, anda juga boleh terus menggunakan formula undang-undang graviti universal. Terdapat beberapa kaedah untuk menentukan pecutan akibat graviti dengan sangat tepat. Seseorang boleh mencari g hanya dengan menimbang berat standard pada neraca spring. Skala geologi mesti menakjubkan - musim bunga mereka mengubah ketegangan apabila beban kurang daripada satu per satu juta gram ditambah. Keputusan cemerlang diberikan oleh baki kuarza kilasan. Peranti mereka, pada dasarnya, mudah. Tuil dikimpal pada filamen kuarza yang diregangkan secara mendatar, dengan berat filamen itu dipintal sedikit:

Bandul juga digunakan untuk tujuan yang sama. Sehingga baru-baru ini, kaedah pendulum untuk mengukur g adalah satu-satunya, dan hanya pada tahun 60-an - 70-an. Mereka mula digantikan dengan kaedah berat yang lebih mudah dan tepat. Walau apa pun, dengan mengukur tempoh ayunan bandul matematik, formula boleh digunakan untuk mencari nilai g dengan agak tepat. Dengan mengukur nilai g di tempat yang berbeza pada instrumen yang sama, seseorang boleh menilai perubahan relatif dalam daya graviti dengan ketepatan bahagian per juta.

Nilai pecutan graviti g pada titik yang berbeza di Bumi adalah sedikit berbeza. Daripada formula g = Gm 3 dapat dilihat bahawa nilai g mestilah lebih kecil, contohnya, di puncak gunung daripada di paras laut, kerana jarak dari pusat Bumi ke puncak gunung agak lebih besar. Sesungguhnya, fakta ini telah ditubuhkan secara eksperimen. Walau bagaimanapun, formula g=Gm 3 /r 3 2 tidak memberikan nilai tepat g pada semua titik, kerana permukaan bumi tidak betul-betul sfera: bukan sahaja gunung dan laut wujud di permukaannya, tetapi terdapat juga perubahan dalam jejari Bumi di khatulistiwa; di samping itu, jisim bumi tidak diagihkan secara seragam; Putaran Bumi juga mempengaruhi perubahan g.

Walau bagaimanapun, sifat-sifat pecutan graviti ternyata lebih rumit daripada yang difikirkan oleh Galileo. Ketahui bahawa magnitud pecutan bergantung pada latitud di mana ia diukur:

Magnitud pecutan jatuh bebas juga berbeza dengan ketinggian di atas permukaan bumi:

Vektor pecutan graviti sentiasa diarahkan menegak ke bawah, tetapi di sepanjang garis paip di lokasi tertentu di Bumi.

Oleh itu, pada latitud yang sama dan pada ketinggian yang sama di atas paras laut, pecutan graviti sepatutnya sama. Pengukuran yang tepat menunjukkan bahawa selalunya terdapat penyelewengan dari norma ini - anomali graviti. Sebab anomali adalah taburan jisim tidak homogen berhampiran tapak pengukuran.

Seperti yang telah disebutkan, daya graviti dari sisi jasad besar boleh diwakili sebagai jumlah daya yang bertindak daripada zarah individu jasad besar. Daya tarikan bandul oleh Bumi adalah hasil daripada tindakan semua zarah Bumi di atasnya. Tetapi jelas bahawa zarah rapat memberikan sumbangan terbesar kepada jumlah daya - lagipun, tarikan adalah berkadar songsang dengan kuasa dua jarak.

Jika jisim berat tertumpu berhampiran tempat pengukuran, g akan lebih besar daripada norma, jika tidak g adalah kurang daripada norma.

Jika, sebagai contoh, g diukur di atas gunung atau di atas kapal terbang yang terbang di atas laut pada ketinggian gunung, maka dalam kes pertama angka yang besar akan diperolehi. Juga di atas norma ialah nilai g di pulau lautan terpencil. Adalah jelas bahawa dalam kedua-dua kes peningkatan dalam g dijelaskan oleh kepekatan jisim tambahan di tempat pengukuran.

Bukan sahaja nilai g, tetapi juga arah graviti boleh menyimpang dari norma. Jika anda menggantung beban pada benang, maka benang memanjang akan menunjukkan menegak untuk tempat ini. Menegak ini mungkin menyimpang daripada norma. Arah "normal" menegak diketahui oleh ahli geologi dari peta khas, di mana angka "ideal" Bumi dibina mengikut data pada nilai g.

Mari kita buat eksperimen dengan garis paip di kaki gunung yang besar. Berat garis paip ditarik oleh Bumi ke tengahnya dan oleh gunung - ke tepi. Garis paip mesti menyimpang dalam keadaan sedemikian dari arah menegak biasa. Oleh kerana jisim Bumi jauh lebih besar daripada jisim gunung, sisihan tersebut tidak melebihi beberapa saat lengkok.

Tegak "normal" ditentukan oleh bintang, kerana untuk mana-mana titik geografi ia telah dikira di mana tempat di langit pada saat tertentu hari dan tahun menegak angka "ideal" Bumi "berehat".

Penyimpangan garis paip kadangkala membawa kepada hasil yang pelik. Sebagai contoh, di Florence, pengaruh Apennines tidak membawa kepada tarikan, tetapi kepada penolakan garis paip. Terdapat hanya satu penjelasan: terdapat lompang besar di pergunungan.

Keputusan yang luar biasa diperolehi dengan mengukur pecutan graviti pada skala benua dan lautan. Benua jauh lebih berat daripada lautan, jadi nampaknya nilai g di atas benua sepatutnya lebih besar. Daripada di atas lautan. Pada hakikatnya, nilai g, di sepanjang latitud yang sama di atas lautan dan benua, secara purata adalah sama.

Sekali lagi, hanya ada satu penjelasan: benua terletak di atas batu yang lebih ringan, dan lautan di atas yang lebih berat. Sesungguhnya, apabila penerokaan terus boleh dilakukan, ahli geologi menetapkan bahawa lautan terletak di atas batuan basalt yang berat, dan benua di atas granit ringan.

Tetapi persoalan berikut segera timbul: mengapa batu berat dan ringan betul-betul mengimbangi perbezaan berat antara benua dan lautan? Pampasan sedemikian tidak boleh menjadi masalah kebetulan; puncanya mesti berakar pada struktur cangkerang Bumi.

Ahli geologi percaya bahawa bahagian atas kerak bumi kelihatan terapung di atas plastik asas, iaitu jisim yang mudah berubah bentuk. Tekanan pada kedalaman kira-kira 100 km sepatutnya sama di mana-mana, sama seperti tekanan di bahagian bawah kapal dengan air, di mana kepingan kayu yang berlainan berat terapung, adalah sama. Oleh itu, lajur jirim dengan keluasan 1 m 2 dari permukaan hingga kedalaman 100 km harus mempunyai berat yang sama di bawah lautan dan di bawah benua.

Penyamaan tekanan ini (ia dipanggil isostasy) membawa kepada fakta bahawa di atas lautan dan benua di sepanjang garis latitud yang sama, nilai pecutan graviti g tidak berbeza dengan ketara. Anomali graviti tempatan berfungsi untuk penerokaan geologi, yang tujuannya adalah untuk mencari mendapan mineral di bawah tanah, tanpa menggali lubang, tanpa menggali lombong.

Bijih berat mesti dicari di tempat-tempat di mana g adalah terbesar. Sebaliknya, deposit garam ringan dikesan oleh nilai g yang dipandang rendah secara tempatan. Anda boleh mengukur g kepada perjuta terhampir 1 m/s 2 .

Kaedah peninjauan menggunakan pendulum dan skala ultra-tepat dipanggil graviti. Mereka mempunyai kepentingan praktikal yang besar, khususnya untuk mencari minyak. Hakikatnya ialah dengan kaedah penerokaan graviti mudah untuk mengesan kubah garam bawah tanah, dan selalunya ternyata di mana ada garam, terdapat juga minyak. Selain itu, minyak terletak di kedalaman, dan garam lebih dekat ke permukaan bumi. Minyak ditemui melalui penerokaan graviti di Kazakhstan dan tempat lain.

Daripada menarik kereta dengan spring, ia boleh diberi pecutan dengan memasang kord yang dilemparkan ke atas takal, dari hujung bertentangan yang mana beban digantung. Maka daya yang memberikan pecutan akan disebabkan oleh menimbang kargo ini. Pecutan jatuh bebas sekali lagi diberikan kepada badan mengikut beratnya.

Dalam fizik, berat ialah nama rasmi untuk daya yang disebabkan oleh tarikan objek ke permukaan bumi - "tarikan graviti." Fakta bahawa badan tertarik ke arah pusat bumi menjadikan penjelasan ini munasabah.

Walau bagaimanapun anda mentakrifkannya, berat adalah daya. Ia tidak berbeza dengan mana-mana daya lain, kecuali untuk dua ciri: berat diarahkan secara menegak dan bertindak secara berterusan, ia tidak boleh dihapuskan.

Untuk mengukur secara langsung berat badan, kita mesti menggunakan neraca spring yang ditentukur dalam unit daya. Oleh kerana ini selalunya menyusahkan, kami membandingkan satu berat dengan yang lain menggunakan skala imbangan, i.e. cari hubungannya:

GRAVITI BUMI BERTINDAK KE ATAS BADAN X TARIKAN BUMI MEMPENGARUHI STANDARD JISIM

Katakan badan X ditarik 3 kali lebih kuat daripada piawai jisim. Dalam kes ini, kita mengatakan bahawa graviti bumi yang bertindak pada jasad X ialah 30 newton daya, yang bermaksud bahawa ia adalah 3 kali graviti bumi yang bertindak pada satu kilogram jisim. Konsep jisim dan berat sering keliru, yang mana terdapat perbezaan yang ketara. Jisim adalah harta badan itu sendiri (ia adalah ukuran inersia atau "jumlah jirim"nya). Berat pula ialah daya yang badan bertindak pada sokongan atau meregangkan ampaian (berat secara numerik sama dengan daya graviti jika sokongan atau ampaian tidak mempunyai pecutan).

Jika kita menggunakan skala spring untuk mengukur berat objek dengan ketepatan yang sangat tinggi, dan kemudian memindahkan skala ke tempat lain, kita akan mendapati bahawa berat objek di permukaan Bumi agak berbeza dari satu tempat ke satu tempat. Kita tahu bahawa jauh dari permukaan Bumi, atau di kedalaman dunia, beratnya sepatutnya lebih sedikit.

Adakah jisim berubah? Para saintis, merenungkan isu ini, telah lama membuat kesimpulan bahawa jisim harus kekal tidak berubah. Walaupun di pusat bumi, di mana graviti, bertindak ke semua arah, harus menghasilkan daya bersih sifar, jasad itu masih akan mempunyai jisim yang sama.

Oleh itu, jisim, diukur dengan kesukaran yang kita hadapi dalam cuba mempercepatkan pergerakan kereta kecil, adalah sama di mana-mana: di permukaan Bumi, di tengah-tengah Bumi, di Bulan. Berat dianggarkan daripada lanjutan neraca spring (dan rasa

dalam otot tangan seseorang yang memegang skala) akan lebih kurang di Bulan dan hampir sifar di pusat Bumi. (rajah.7)

Seberapa hebat graviti bumi bertindak pada jisim yang berbeza? Bagaimana untuk membandingkan berat dua objek? Mari kita ambil dua keping plumbum yang sama, katakan, 1 kg setiap satu. Bumi menarik setiap daripada mereka dengan daya yang sama, sama dengan berat 10 N. Jika anda menggabungkan kedua-dua kepingan 2 kg, maka daya menegak hanya menambah: Bumi menarik 2 kg dua kali lebih banyak daripada 1 kg. Kita akan mendapat tarikan berganda yang sama jika kita menggabungkan kedua-dua kepingan menjadi satu atau meletakkannya satu di atas yang lain. Tarikan graviti mana-mana bahan homogen hanya menjumlahkan, dan tiada penyerapan atau perisai satu bahagian jirim dengan yang lain.

Untuk sebarang bahan homogen, berat adalah berkadar dengan jisim. Oleh itu, kami percaya bahawa Bumi adalah sumber "medan graviti" yang terpancar dari pusatnya secara menegak dan mampu menarik mana-mana bahagian jirim. Medan graviti bertindak dengan cara yang sama pada, katakan, setiap kilogram plumbum. Tetapi bagaimana pula dengan daya tarikan yang bertindak pada jisim yang sama bagi bahan yang berbeza, contohnya, 1 kg plumbum dan 1 kg aluminium? Maksud soalan ini bergantung kepada apa yang dimaksudkan dengan jisim yang sama. Cara paling mudah untuk membandingkan jisim, yang digunakan dalam penyelidikan saintifik dan dalam amalan komersial, ialah penggunaan skala imbangan. Mereka membandingkan daya yang menarik kedua-dua beban. Tetapi diberikan dengan cara ini jisim yang sama, katakan, plumbum dan aluminium, kita boleh mengandaikan bahawa berat yang sama mempunyai jisim yang sama. Tetapi sebenarnya, di sini kita bercakap tentang dua jenis jisim yang sama sekali berbeza - jisim inersia dan graviti.

Kuantiti dalam formula Mewakili jisim inersia. Dalam eksperimen dengan troli, yang dipercepatkan oleh spring, nilai bertindak sebagai ciri "keberatan bahan" yang menunjukkan betapa sukarnya untuk memberikan pecutan kepada badan yang sedang dipertimbangkan. Ciri kuantitatif ialah nisbah. Jisim ini adalah ukuran inersia, kecenderungan sistem mekanikal untuk menentang perubahan keadaan. Jisim adalah sifat yang mesti sama di dekat permukaan Bumi, dan di Bulan, dan di angkasa lepas, dan di tengah-tengah Bumi. Apakah kaitannya dengan graviti dan apa sebenarnya yang berlaku apabila menimbang?

Secara bebas daripada jisim inersia, seseorang boleh memperkenalkan konsep jisim graviti sebagai jumlah jirim yang ditarik oleh Bumi.

Kami percaya bahawa medan graviti Bumi adalah sama untuk semua objek di dalamnya, tetapi kami mengaitkannya dengan pelbagai

metam jisim yang berbeza, yang berkadar dengan tarikan objek ini dengan medan. Ini adalah jisim graviti. Kami mengatakan bahawa objek yang berbeza mempunyai berat yang berbeza kerana mereka mempunyai jisim graviti yang berbeza yang ditarik oleh medan graviti. Oleh itu, jisim graviti, mengikut definisi, berkadar dengan berat serta daya graviti. Jisim graviti menentukan dengan daya tarikan jasad oleh Bumi. Pada masa yang sama, graviti adalah bersama: jika Bumi menarik batu, maka batu itu juga menarik Bumi. Ini bermakna jisim graviti sesuatu jasad juga menentukan seberapa kuat ia menarik jasad lain, Bumi. Oleh itu, jisim graviti mengukur jumlah jirim di mana graviti bumi bertindak, atau jumlah jirim yang menyebabkan tarikan graviti antara jasad.

Daya tarikan graviti bertindak pada dua kepingan plumbum yang sama dua kali lebih banyak daripada satu. Jisim graviti kepingan plumbum mestilah berkadar dengan jisim inersia, kerana jisim kedua-duanya jelas berkadar dengan bilangan atom plumbum. Perkara yang sama berlaku untuk kepingan bahan lain, katakan lilin, tetapi bagaimanakah sekeping plumbum berbanding dengan sekeping lilin? Jawapan kepada soalan ini diberikan oleh eksperimen simbolik mengenai kajian kejatuhan badan pelbagai saiz dari puncak Menara Condong Pisa yang condong, yang menurut legenda, dilakukan oleh Galileo. Jatuhkan dua keping bahan apa-apa saiz. Mereka jatuh dengan pecutan yang sama g. Daya yang bertindak ke atas jasad dan memberikannya pecutan6 ialah tarikan Bumi yang dikenakan pada jasad ini. Daya tarikan jasad oleh Bumi adalah berkadar dengan jisim graviti. Tetapi graviti memberikan pecutan yang sama g kepada semua jasad. Oleh itu, graviti, seperti berat, mestilah berkadar dengan jisim inersia. Oleh itu, jasad dalam sebarang bentuk mengandungi perkadaran yang sama bagi kedua-dua jisim.

Jika kita mengambil 1 kg sebagai satu unit bagi kedua-dua jisim, maka jisim graviti dan inersia akan sama untuk semua jasad dari sebarang saiz dari mana-mana bahan dan di mana-mana tempat.

Begini cara ianya dibuktikan. Mari kita bandingkan standard kilogram yang diperbuat daripada platinum6 dengan batu yang tidak diketahui jisimnya. Mari kita bandingkan jisim inersia mereka dengan menggerakkan setiap jasad secara bergilir-gilir ke arah mendatar di bawah tindakan beberapa daya dan mengukur pecutan. Andaikan jisim batu itu ialah 5.31 kg. Graviti bumi tidak terlibat dalam perbandingan ini. Kemudian kita membandingkan jisim graviti kedua-dua jasad dengan mengukur daya tarikan graviti antara setiap daripada mereka dan beberapa jasad ketiga, paling mudah Bumi. Ini boleh dilakukan dengan menimbang kedua-dua badan. Kita akan lihat itu jisim graviti batu itu juga 5.31 kg.

Lebih setengah abad sebelum Newton mencadangkan undang-undang graviti universalnya, Johannes Kepler (1571-1630) mendapati bahawa "gerakan rumit planet-planet dalam sistem suria boleh digambarkan oleh tiga undang-undang mudah. Undang-undang Kepler mengukuhkan kepercayaan kepada hipotesis Copernican bahawa planet-planet berputar mengelilingi matahari juga.

Untuk menegaskan pada awal abad ke-17 bahawa planet-planet berada di sekeliling Matahari dan bukan mengelilingi Bumi adalah bidaah terbesar. Giordano Bruno, yang secara terbuka mempertahankan sistem Copernican, telah dikutuk sebagai bidaah oleh Holy Inquisition dan dibakar di tiang pancang. Malah Gallileo yang hebat, walaupun berkawan rapat dengan Paus, telah dipenjarakan, dikutuk oleh Inkuisisi dan terpaksa melepaskan pandangannya secara terbuka.

Pada masa itu, ajaran Aristotle dan Ptolemy dianggap suci dan tidak boleh dilanggar, mengatakan bahawa orbit planet timbul akibat pergerakan kompleks di sepanjang sistem bulatan. Jadi untuk menggambarkan orbit Marikh, sedozen atau lebih bulatan pelbagai diameter diperlukan. Johannes Kepler menetapkan tugas "membuktikan" bahawa Marikh dan Bumi mesti berputar mengelilingi Matahari. Dia cuba mencari orbit bentuk geometri yang paling ringkas, yang betul-betul sepadan dengan pelbagai ukuran kedudukan planet. Bertahun-tahun pengiraan yang membosankan berlalu sebelum Kepler dapat merumuskan tiga undang-undang mudah yang sangat tepat menggambarkan gerakan semua planet:

Undang-undang pertama: Setiap planet bergerak dalam bentuk elips

salah satu fokusnya ialah

Undang-undang kedua: Vektor jejari (garisan yang menghubungkan Matahari

dan planet) menerangkan pada selang masa yang sama

kawasan sama masa

Undang-undang ketiga: Petak bagi tempoh planet-planet

berkadar dengan kiub cara mereka

jarak dari matahari:

R 1 3 /T 1 2 = R 2 3 /T 2 2

Kepentingan karya Kepler sangat besar. Dia menemui undang-undang yang Newton kemudiannya dikaitkan dengan hukum graviti sejagat. Sudah tentu, Kepler sendiri tidak menyedari apa yang akan membawa kepada penemuannya. "Dia terlibat dalam petunjuk membosankan peraturan empirikal, yang pada masa depan Newton sepatutnya membawa kepada bentuk yang rasional." Kepler tidak dapat menjelaskan mengapa kewujudan orbit elips, tetapi mengagumi hakikat bahawa ia wujud.

Berdasarkan undang-undang ketiga Kepler, Newton menyimpulkan bahawa daya tarikan mesti berkurangan dengan bertambahnya jarak, dan tarikan itu mesti berubah sebagai (jarak) -2. Dengan menemui undang-undang graviti sejagat, Newton memindahkan idea mudah pergerakan bulan ke seluruh sistem planet. Dia menunjukkan bahawa tarikan, mengikut undang-undang yang diperolehnya, menentukan pergerakan planet dalam orbit elips, dan Matahari harus berada dalam salah satu fokus elips. Dia dapat dengan mudah memperoleh dua undang-undang Kepler yang lain, yang juga mengikuti hipotesisnya tentang graviti sejagat. Undang-undang ini sah jika hanya tarikan Matahari diambil kira. Tetapi seseorang juga mesti mengambil kira kesan planet lain pada planet yang bergerak, walaupun dalam sistem suria tarikan ini adalah kecil berbanding dengan tarikan matahari.

Hukum kedua Kepler berikutan daripada pergantungan sewenang-wenangnya daya tarikan pada jarak, jika daya ini bertindak sepanjang garis lurus yang menghubungkan pusat planet dan Matahari. Tetapi undang-undang pertama dan ketiga Kepler hanya dipenuhi oleh undang-undang perkadaran songsang daya tarikan kepada kuasa dua jarak.

Untuk mendapatkan hukum ketiga Kepler, Newton hanya menggabungkan hukum gerakan dengan hukum graviti universal. Bagi kes orbit bulat, seseorang boleh berhujah seperti berikut: biarkan sebuah planet dengan jisim sama dengan m bergerak dengan kelajuan v di sepanjang bulatan berjejari R mengelilingi Matahari, yang jisimnya sama dengan M. Pergerakan ini boleh dijalankan. hanya jika daya luar bertindak pada planet F = mv 2 /R, yang mewujudkan pecutan sentripetal v 2 /R. Katakan bahawa tarikan antara Matahari dan planet hanya mencipta daya yang diperlukan. Kemudian:

GMm/r 2 = mv 2 /R

dan jarak r antara m dan M adalah sama dengan jejari orbit R. Tetapi kelajuan

di mana T ialah masa yang diperlukan planet untuk membuat satu revolusi. Kemudian

Untuk mendapatkan hukum ketiga Kepler, anda perlu memindahkan semua R dan T ke satu sisi persamaan, dan semua kuantiti lain ke yang lain:

R 3 /T 2 \u003d GM / 4 2

Jika kita kini berpindah ke planet lain dengan jejari orbit yang berbeza dan tempoh revolusi, maka nisbah baharu sekali lagi akan sama dengan GM/4 2 ; nilai ini akan sama untuk semua planet, kerana G ialah pemalar universal, dan jisim M adalah sama untuk semua planet yang beredar mengelilingi Matahari. Oleh itu, nilai R 3 /T 2 akan sama untuk semua planet mengikut undang-undang ketiga Kepler. Pengiraan ini membolehkan anda mendapatkan undang-undang ketiga untuk orbit elips, tetapi dalam kes ini R ialah nilai purata antara jarak terbesar dan terkecil planet dari Matahari.

Berbekalkan kaedah matematik yang berkuasa dan dipandu oleh gerak hati yang sangat baik, Newton menggunakan teorinya untuk sejumlah besar masalah yang termasuk dalam PRINSIP mengenai ciri-ciri Bulan, Bumi, planet-planet lain dan pergerakannya, serta benda-benda angkasa lain: satelit, komet.

Bulan mengalami banyak gangguan yang menyimpang dari gerakan bulat seragam. Pertama sekali, ia bergerak di sepanjang elips Keplerian, dalam salah satu fokusnya ialah Bumi, seperti mana-mana satelit. Tetapi orbit ini mengalami variasi kecil kerana tarikan Matahari. Pada bulan baru, bulan lebih dekat dengan matahari daripada bulan purnama, yang muncul dua minggu kemudian; ini menyebabkan perubahan tarikan, yang membawa kepada perlahan dan mempercepatkan pergerakan bulan pada bulan tersebut. Kesan ini meningkat apabila Matahari lebih dekat pada musim sejuk, supaya variasi tahunan dalam kelajuan Bulan juga diperhatikan. Di samping itu, perubahan dalam tarikan suria mengubah eliptik orbit bulan; orbit bulan menyimpang ke atas dan ke bawah, satah orbit perlahan-lahan berputar. Oleh itu, Newton menunjukkan bahawa penyelewengan yang diperhatikan dalam gerakan Bulan adalah disebabkan oleh graviti sejagat. Dia tidak membangunkan masalah tarikan suria dalam semua butiran, pergerakan Bulan kekal sebagai masalah yang kompleks, yang sedang dibangunkan dengan perincian yang semakin meningkat hingga ke hari ini.

Pasang surut laut telah lama kekal sebagai misteri, yang, nampaknya, boleh dijelaskan dengan mewujudkan hubungannya dengan pergerakan bulan. Walau bagaimanapun, orang percaya bahawa hubungan sedemikian tidak benar-benar wujud, malah Galileo mengejek idea ini. Newton menunjukkan bahawa pasang surut air pasang disebabkan oleh tarikan tidak sekata air di lautan dari sisi bulan. Pusat orbit bulan tidak bertepatan dengan pusat Bumi. Bulan dan Bumi bersama-sama beredar mengelilingi pusat jisim bersama mereka. Pusat jisim ini terletak pada jarak kira-kira 4800 km dari pusat Bumi, hanya 1600 km dari permukaan Bumi. Apabila Bumi menarik Bulan, Bulan menarik Bumi dengan daya yang sama dan bertentangan, akibatnya daya Mv 2 /r timbul, menyebabkan Bumi bergerak mengelilingi pusat jisim yang sama dengan tempoh yang sama dengan satu bulan . Bahagian lautan yang paling hampir dengan Bulan tertarik dengan lebih kuat (ia lebih dekat), air naik - dan pasang surut. Bahagian lautan yang terletak pada jarak yang lebih jauh dari Bulan ditarik lebih lemah daripada daratan, dan di bahagian lautan ini bonggol air juga naik. Oleh itu, terdapat dua air pasang besar dalam masa 24 jam. Matahari juga menyebabkan pasang surut, walaupun tidak begitu kuat, kerana jarak yang jauh dari matahari melancarkan tarikan yang tidak sekata.

Newton mendedahkan sifat komet - tetamu sistem suria ini, yang sentiasa membangkitkan minat dan juga seram suci. Newton menunjukkan bahawa komet bergerak dalam orbit elips yang sangat memanjang, dengan Matahari pada tumpuan air. Pergerakan mereka ditentukan, seperti pergerakan planet, oleh graviti. Tetapi mereka mempunyai magnitud yang sangat kecil, jadi mereka hanya boleh dilihat apabila mereka melintas dekat dengan Matahari. Orbit elips komet boleh diukur, dan masa ia kembali ke rantau kita boleh diramalkan dengan tepat. Pulangan biasa mereka pada tarikh yang diramalkan membolehkan kami mengesahkan pemerhatian kami dan memberikan satu lagi pengesahan undang-undang graviti universal.

Dalam sesetengah kes, komet mengalami gangguan graviti yang kuat, melepasi berhampiran planet besar, dan bergerak ke orbit baharu dengan tempoh yang berbeza. Itulah sebabnya kita tahu bahawa komet mempunyai jisim yang kecil: planet mempengaruhi pergerakannya, dan komet tidak menjejaskan pergerakan planet, walaupun ia bertindak ke atasnya dengan daya yang sama.

Komet bergerak dengan pantas dan jarang datang sehinggakan para saintis hari ini pun menunggu saat apabila kaedah moden boleh digunakan untuk mengkaji komet besar.

Jika anda berfikir tentang peranan kuasa graviti dalam kehidupan planet kita, maka seluruh lautan fenomena terbuka, dan juga lautan dalam erti kata literal: lautan air, lautan udara. Tanpa graviti, mereka tidak akan wujud.

Graviti, juga dikenali sebagai tarikan atau graviti, adalah sifat universal jirim yang dimiliki oleh semua objek dan jasad di Alam Semesta. Intipati graviti ialah semua badan material menarik kepada diri mereka semua badan lain yang ada di sekeliling.

Graviti

Jika graviti adalah konsep dan kualiti umum yang dimiliki oleh semua objek di Alam Semesta, maka tarikan bumi adalah satu kes istimewa bagi fenomena yang merangkumi semua ini. Bumi menarik kepada dirinya sendiri semua objek material yang ada di atasnya. Terima kasih kepada ini, manusia dan haiwan boleh bergerak dengan selamat mengelilingi bumi, sungai, laut dan lautan boleh kekal di dalam pantai mereka, dan udara tidak boleh terbang melalui hamparan luas Kosmos, tetapi membentuk atmosfera planet kita.

Persoalan yang adil timbul: jika semua objek mempunyai graviti, mengapa Bumi menarik manusia dan haiwan kepada dirinya sendiri, dan bukan sebaliknya? Pertama, kita juga menarik Bumi kepada diri kita sendiri, cuma jika dibandingkan dengan daya tarikannya, graviti kita boleh diabaikan. Kedua, daya graviti adalah berkadar terus dengan jisim badan: semakin kecil jisim badan, semakin rendah daya gravitinya.

Penunjuk kedua yang bergantung kepada daya tarikan ialah jarak antara objek: semakin besar jaraknya, semakin kurang kesan graviti. Termasuk disebabkan ini, planet-planet bergerak dalam orbit mereka, dan tidak jatuh antara satu sama lain.

Perlu diperhatikan bahawa Bumi, Bulan, Matahari dan planet-planet lain berhutang bentuk sfera mereka dengan tepat kepada daya graviti. Ia bertindak ke arah pusat, menarik ke arahnya bahan yang membentuk "badan" planet ini.

Medan graviti bumi

Medan graviti Bumi ialah medan tenaga daya yang terbentuk di sekeliling planet kita disebabkan oleh tindakan dua daya:

graviti;
daya sentrifugal, yang berhutang penampilannya kepada putaran Bumi di sekeliling paksinya (putaran harian).

Oleh kerana kedua-dua graviti dan daya emparan bertindak secara berterusan, medan graviti juga merupakan fenomena malar.

Daya graviti Matahari, Bulan dan beberapa badan angkasa lain, serta jisim atmosfera Bumi, mempunyai kesan yang tidak ketara ke atas medan.

Hukum graviti dan Sir Isaac Newton

Ahli fizik Inggeris, Sir Isaac Newton, menurut legenda terkenal, pernah berjalan di taman pada siang hari, melihat bulan di langit. Pada masa yang sama, sebiji epal jatuh dari dahan. Newton ketika itu sedang mengkaji undang-undang pergerakan dan mengetahui bahawa sebiji epal jatuh di bawah pengaruh medan graviti, dan Bulan beredar dalam orbit mengelilingi Bumi.

Dan kemudian idea datang ke fikiran seorang saintis yang cemerlang, diterangi oleh pandangan, bahawa mungkin epal jatuh ke bumi, mematuhi kuasa yang sama kerana Bulan berada di orbitnya, dan tidak tergesa-gesa secara rawak di seluruh galaksi. Ini adalah bagaimana hukum graviti universal, juga dikenali sebagai Hukum Ketiga Newton, ditemui.

Dalam bahasa formula matematik, undang-undang ini kelihatan seperti ini:

F=GMm/D2 ,

di mana F- daya graviti bersama antara dua jasad;

M- jisim badan pertama;

m- jisim badan kedua;

D2- jarak antara dua badan;

G- pemalar graviti, sama dengan 6.67x10 -11.

Graviti ialah kuasa paling berkuasa di Alam Semesta, salah satu daripada empat asas asas alam semesta, yang menentukan strukturnya. Sekali, terima kasih kepadanya, planet, bintang dan seluruh galaksi muncul. Hari ini, ia mengekalkan Bumi dalam orbit dalam perjalanannya yang tidak berkesudahan mengelilingi Matahari.

Tarikan adalah sangat penting untuk kehidupan seharian seseorang. Terima kasih kepada kuasa yang tidak kelihatan ini, lautan dunia kita berdenyut, sungai mengalir, titisan hujan jatuh ke tanah. Sejak zaman kanak-kanak, kita merasakan berat badan kita dan objek sekeliling. Pengaruh graviti terhadap aktiviti ekonomi kita juga sangat besar.

Teori graviti pertama dicipta oleh Isaac Newton pada akhir abad ke-17. Hukum graviti universal beliau menerangkan interaksi ini dalam rangka kerja mekanik klasik. Fenomena ini diterangkan dengan lebih meluas oleh Einstein dalam teori relativiti amnya, yang diterbitkan pada awal abad yang lalu. Proses yang berlaku dengan daya graviti pada tahap zarah asas harus dijelaskan oleh teori kuantum graviti, tetapi ia masih belum dicipta.

Hari ini kita tahu lebih banyak tentang sifat graviti berbanding pada zaman Newton, tetapi walaupun berabad-abad kajian, ia masih kekal sebagai batu penghalang sebenar dalam fizik moden. Terdapat banyak bintik putih dalam teori graviti sedia ada, dan kami masih tidak memahami dengan tepat apa yang menjananya, dan bagaimana interaksi ini dipindahkan. Dan, sudah tentu, kita sangat jauh daripada dapat mengawal daya graviti, supaya antigraviti atau leviti hanya akan wujud pada halaman novel fiksyen sains untuk masa yang lama akan datang.

Apa yang jatuh ke atas kepala Newton?

Orang ramai telah memikirkan sifat daya yang menarik objek ke bumi pada setiap masa, tetapi hanya pada abad ke-17 Isaac Newton berjaya mengangkat tabir kerahsiaan. Asas kejayaannya diletakkan oleh karya Kepler dan Galileo, saintis cemerlang yang mengkaji pergerakan benda angkasa.

Satu setengah abad sebelum Hukum Graviti Sejagat Newton, ahli astronomi Poland Copernicus percaya bahawa tarikan adalah "... tidak lebih daripada keinginan semula jadi yang bapa Alam Semesta anugerahkan kepada semua zarah, iaitu, untuk bersatu menjadi satu keseluruhan yang sama, membentuk badan sfera." Descartes, sebaliknya, menganggap tarikan sebagai hasil daripada gangguan dalam eter dunia. Ahli falsafah dan saintis Yunani Aristotle yakin bahawa jisim mempengaruhi kelajuan jasad yang jatuh. Dan hanya Galileo Galilei pada akhir abad ke-16 membuktikan bahawa ini tidak benar: jika tiada rintangan udara, semua objek memecut sama.

Bertentangan dengan legenda popular tentang kepala dan epal, Newton telah memahami sifat graviti selama lebih daripada dua puluh tahun. Hukum gravitinya adalah salah satu penemuan saintifik yang paling penting sepanjang zaman. Ia adalah universal dan membolehkan anda mengira trajektori badan angkasa dan menerangkan dengan tepat kelakuan objek di sekeliling kita. Teori graviti klasik meletakkan asas mekanik cakerawala. Tiga undang-undang Newton memberi peluang kepada saintis untuk menemui planet baru secara literal "di hujung pena", pada akhirnya, terima kasih kepada mereka, seseorang dapat mengatasi graviti bumi dan terbang ke angkasa. Mereka merumuskan asas saintifik yang ketat untuk konsep falsafah kesatuan material alam semesta, di mana semua fenomena semula jadi saling berkaitan dan dikawal oleh peraturan fizikal biasa.

Newton bukan sahaja menerbitkan formula yang membolehkan anda mengira apa daya yang menarik badan antara satu sama lain, dia mencipta model holistik, yang juga termasuk analisis matematik. Kesimpulan teori ini telah berulang kali disahkan dalam amalan, termasuk dengan bantuan kaedah yang paling moden.

Dalam teori Newtonian, sebarang objek material menghasilkan medan tarikan, yang dipanggil graviti. Selain itu, daya adalah berkadar dengan jisim kedua-dua jasad dan berkadar songsang dengan jarak antara mereka:

F = (G m1 m2)/r2

G ialah pemalar graviti, yang bersamaan dengan 6.67 × 10−11 m³ / (kg s²). Henry Cavendish adalah orang pertama yang mengiranya pada tahun 1798.

Dalam kehidupan seharian dan disiplin yang diterapkan, daya tarikan bumi ke atas jasad disebut sebagai beratnya. Tarikan antara mana-mana dua objek material di alam semesta ialah graviti dalam perkataan mudah.

Daya tarikan adalah yang paling lemah daripada empat interaksi asas fizik, tetapi disebabkan ciri-cirinya, ia dapat mengawal pergerakan sistem bintang dan galaksi:

Tarikan berfungsi pada sebarang jarak, ini adalah perbezaan utama antara graviti dan interaksi nuklear yang kuat dan lemah. Dengan jarak yang semakin meningkat, kesannya berkurangan, tetapi ia tidak pernah menjadi sama dengan sifar, jadi kita boleh mengatakan bahawa walaupun dua atom yang terletak di hujung galaksi yang berbeza mempunyai pengaruh bersama. Ia hanya sangat kecil;
Graviti adalah universal. Medan tarikan adalah wujud dalam mana-mana badan material. Para saintis belum lagi menemui objek di planet kita atau di angkasa yang tidak akan mengambil bahagian dalam jenis interaksi ini, jadi peranan graviti dalam kehidupan Alam Semesta adalah sangat besar. Dalam hal ini, graviti berbeza daripada interaksi elektromagnet, yang pengaruhnya terhadap proses kosmik adalah minimum, kerana secara semula jadi kebanyakan badan adalah neutral elektrik. Daya graviti tidak boleh dihadkan atau dilindungi;
Graviti bertindak bukan sahaja pada jirim, tetapi juga pada tenaga. Baginya, komposisi kimia objek tidak penting, hanya jisimnya yang memainkan peranan.

Menggunakan formula Newtonian, daya tarikan boleh dikira dengan mudah. Sebagai contoh, graviti di Bulan adalah beberapa kali lebih rendah daripada di Bumi, kerana satelit kita mempunyai jisim yang agak kecil. Tetapi ia cukup untuk pembentukan pasang surut biasa di Lautan Dunia. Di Bumi, pecutan jatuh bebas adalah kira-kira 9.81 m/s2. Lebih-lebih lagi, di kutub ia agak lebih besar daripada di khatulistiwa.

Walaupun sangat penting untuk perkembangan sains selanjutnya, undang-undang Newton mempunyai beberapa kelemahan yang menghantui para penyelidik. Tidak jelas bagaimana graviti berfungsi melalui ruang yang benar-benar kosong pada jarak yang jauh, dan pada kelajuan yang tidak dapat difahami. Di samping itu, data secara beransur-ansur mula terkumpul yang bercanggah dengan undang-undang Newton: contohnya, paradoks graviti atau anjakan perihelion Mercury. Ia menjadi jelas bahawa teori graviti sejagat perlu diperbaiki. Penghormatan ini jatuh kepada ahli fizik Jerman yang cemerlang Albert Einstein.

Tarikan dan relativiti

Keengganan Newton untuk membincangkan sifat graviti ("Saya tidak membuat hipotesis") adalah kelemahan yang jelas dalam konsepnya. Tidak menghairankan, banyak teori graviti muncul pada tahun-tahun berikutnya.

Kebanyakan daripada mereka tergolong dalam model hidrodinamik yang dipanggil, yang cuba membuktikan kemunculan graviti dengan interaksi mekanikal objek material dengan beberapa bahan perantaraan yang mempunyai sifat tertentu. Penyelidik memanggilnya secara berbeza: "vakum", "eter", "aliran graviti", dll. Dalam kes ini, daya tarikan antara jasad timbul akibat perubahan bahan ini, apabila ia diserap oleh objek atau disaring mengalir. Pada hakikatnya, semua teori sedemikian mempunyai satu kelemahan yang serius: dengan tepat meramalkan pergantungan daya graviti pada jarak, mereka sepatutnya membawa kepada nyahpecutan jasad yang bergerak relatif kepada "eter" atau "aliran graviti".

Einstein mendekati isu ini dari sudut yang berbeza. Dalam teori umum relativiti (GR), graviti dilihat bukan sebagai interaksi daya, tetapi sebagai sifat ruang-masa itu sendiri. Mana-mana objek yang mempunyai jisim menyebabkan ia bengkok, yang menyebabkan tarikan. Dalam kes ini, graviti ialah kesan geometri, yang dianggap dalam kerangka geometri bukan Euclidean.

Ringkasnya, kontinum ruang-masa mempengaruhi jirim, menyebabkan pergerakannya. Dan itu, seterusnya, menjejaskan ruang, "menunjukkan" kepadanya cara membengkok.

Daya tarikan juga bertindak dalam mikrokosmos, tetapi pada tahap zarah asas, pengaruhnya, berbanding dengan interaksi elektrostatik, boleh diabaikan. Ahli fizik percaya bahawa interaksi graviti tidak lebih rendah daripada yang lain pada saat pertama (10 -43 saat) selepas Letupan Besar.

Pada masa ini, konsep graviti, yang dicadangkan dalam teori relativiti umum, adalah hipotesis kerja utama yang diterima oleh majoriti komuniti saintifik dan disahkan oleh hasil banyak eksperimen.

Einstein dalam karyanya meramalkan kesan menakjubkan dari daya graviti, yang kebanyakannya telah pun disahkan. Sebagai contoh, keupayaan badan besar untuk membengkokkan sinar cahaya dan juga memperlahankan peredaran masa. Fenomena terakhir ini semestinya diambil kira dalam operasi sistem navigasi satelit global, seperti GLONASS dan GPS, jika tidak, selepas beberapa hari, ralat mereka akan berpuluh-puluh kilometer.

Di samping itu, akibat daripada teori Einstein ialah apa yang dipanggil kesan halus graviti, seperti medan graviti magnet dan seretan bingkai inersia rujukan (aka kesan Kehausan Kanta). Manifestasi graviti ini sangat lemah sehingga untuk masa yang lama ia tidak dapat dikesan. Hanya pada tahun 2005, terima kasih kepada misi Gravity Probe B unik NASA, kesan Lense-Thirring telah disahkan.

Sinaran graviti atau penemuan paling asas beberapa tahun kebelakangan ini

Gelombang graviti ialah turun naik dalam struktur ruang-masa geometri yang merambat pada kelajuan cahaya. Kewujudan fenomena ini juga telah diramalkan oleh Einstein secara relativiti umum, tetapi disebabkan oleh kelemahan daya graviti, magnitudnya sangat kecil, jadi ia tidak dapat dikesan untuk masa yang lama. Hanya bukti tidak langsung bercakap menyokong kewujudan radiasi.

Gelombang sedemikian menjana sebarang objek material yang bergerak dengan pecutan tidak simetri. Para saintis menggambarkan mereka sebagai "riak ruang-masa." Sumber sinaran yang paling berkuasa adalah galaksi yang berlanggar dan sistem runtuh yang terdiri daripada dua objek. Contoh tipikal kes terakhir ialah penggabungan lubang hitam atau bintang neutron. Dalam proses sedemikian, sinaran graviti boleh melepasi lebih daripada 50% daripada jumlah jisim sistem.

Gelombang graviti pertama kali dikesan pada tahun 2015 oleh dua balai cerap LIGO. Hampir serta-merta, acara ini menerima status penemuan terbesar dalam fizik dalam beberapa dekad kebelakangan ini. Pada tahun 2017, beliau telah dianugerahkan Hadiah Nobel. Selepas itu, saintis berjaya mengesan sinaran graviti beberapa kali lagi.

Kembali pada 70-an abad yang lalu - jauh sebelum pengesahan eksperimen - saintis mencadangkan menggunakan sinaran graviti untuk komunikasi jarak jauh. Kelebihannya yang tidak dapat dinafikan adalah keupayaannya yang tinggi untuk melepasi sebarang bahan tanpa diserap. Tetapi pada masa ini ini hampir tidak mungkin, kerana terdapat kesukaran besar dalam menjana dan menerima gelombang ini. Ya, dan kita masih tidak mempunyai cukup pengetahuan sebenar tentang sifat graviti.

Hari ini, beberapa pemasangan yang serupa dengan LIGO beroperasi di negara yang berbeza di dunia, dan yang baharu sedang dibina. Kemungkinan besar kita akan mengetahui lebih lanjut tentang sinaran graviti dalam masa terdekat.

Teori alternatif graviti universal dan sebab penciptaannya

Pada masa ini, konsep graviti yang dominan ialah relativiti am. Keseluruhan tatasusunan data eksperimen dan pemerhatian sedia ada adalah konsisten dengannya. Pada masa yang sama, ia mempunyai sejumlah besar titik lemah dan titik kontroversi, jadi percubaan untuk mencipta model baharu yang menerangkan sifat graviti tidak berhenti.

Semua teori graviti universal yang dibangunkan setakat ini boleh dibahagikan kepada beberapa kumpulan utama:

standard;
alternatif;
kuantum;
teori bidang bersatu.

Percubaan untuk mencipta konsep baru graviti sejagat telah dibuat seawal abad ke-19. Pelbagai pengarang memasukkan di dalamnya eter atau teori korpuskular cahaya. Tetapi kemunculan relativiti am menamatkan penyelidikan ini. Selepas penerbitannya, matlamat saintis berubah - kini usaha mereka bertujuan untuk meningkatkan model Einstein, termasuk fenomena semula jadi baru di dalamnya: putaran zarah, pengembangan Alam Semesta, dll.

Menjelang awal tahun 1980-an, ahli fizik telah menolak semua konsep secara eksperimen, kecuali konsep yang memasukkan relativiti am sebagai bahagian penting. Pada masa ini, "teori rentetan" muncul dalam fesyen, kelihatan sangat menjanjikan. Tetapi pengesahan percubaan hipotesis ini tidak dijumpai. Sepanjang dekad yang lalu, sains telah mencapai tahap yang tinggi dan telah mengumpul pelbagai besar data empirikal. Hari ini, percubaan untuk mencipta teori alternatif graviti diilhamkan terutamanya oleh kajian kosmologi yang berkaitan dengan konsep seperti "jirim gelap", "inflasi", "tenaga gelap".

Salah satu tugas utama fizik moden ialah penyatuan dua arah asas: teori kuantum dan relativiti am. Para saintis berusaha untuk menghubungkan tarikan dengan jenis interaksi lain, dengan itu mencipta "teori segala-galanya." Inilah yang dilakukan oleh graviti kuantum, cabang fizik yang cuba memberikan penerangan kuantum tentang interaksi graviti. Cabang arah ini ialah teori graviti gelung.

Walaupun usaha aktif dan jangka panjang, matlamat ini masih belum tercapai. Dan ini bukanlah kerumitan masalah ini: cuma teori kuantum dan relativiti am adalah berdasarkan paradigma yang sama sekali berbeza. Mekanik kuantum berurusan dengan sistem fizikal yang beroperasi dengan latar belakang ruang-masa biasa. Dan dalam teori relativiti, ruang-masa itu sendiri adalah komponen dinamik yang bergantung pada parameter sistem klasik yang ada di dalamnya.

Bersama-sama dengan hipotesis saintifik graviti universal, terdapat teori yang sangat jauh dari fizik moden. Malangnya, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, "opuses" sedemikian hanya membanjiri Internet dan rak kedai buku. Sesetengah pengarang karya sedemikian secara amnya memberitahu pembaca bahawa graviti tidak wujud, dan undang-undang Newton dan Einstein adalah ciptaan dan penipuan.

Contohnya ialah karya "saintis" Nikolai Levashov, yang mendakwa bahawa Newton tidak menemui undang-undang graviti universal, dan hanya planet dan satelit kita Bulan mempunyai daya graviti dalam sistem suria. Bukti yang diberikan oleh "saintis Rusia" ini agak pelik. Salah satunya ialah penerbangan probe Amerika NEAR Shoemaker ke asteroid Eros, yang berlaku pada tahun 2000. Levashov menganggap kekurangan tarikan antara probe dan benda angkasa sebagai bukti kepalsuan karya Newton dan konspirasi ahli fizik yang menyembunyikan kebenaran tentang graviti daripada manusia.

Malah, kapal angkasa itu berjaya menyelesaikan misinya: pertama, ia memasuki orbit asteroid, dan kemudian membuat pendaratan lembut di permukaannya.

Graviti tiruan dan untuk apa ia

Terdapat dua konsep yang dikaitkan dengan graviti yang, walaupun status teori semasa mereka, diketahui umum oleh orang ramai. Ini adalah anti-graviti dan graviti buatan.

Antigraviti ialah proses menentang daya tarikan, yang boleh mengurangkannya dengan ketara atau menggantikannya dengan tolakan. Penguasaan teknologi sedemikian akan membawa kepada revolusi sebenar dalam pengangkutan, penerbangan, penerokaan angkasa lepas dan secara radikal mengubah seluruh kehidupan kita. Tetapi pada masa ini, kemungkinan antigraviti tidak mempunyai pengesahan teori. Lebih-lebih lagi, meneruskan dari relativiti am, fenomena sedemikian tidak boleh dilaksanakan sama sekali, kerana tidak boleh ada jisim negatif di Alam Semesta kita. Ada kemungkinan bahawa pada masa hadapan kita akan mempelajari lebih lanjut tentang graviti dan belajar bagaimana untuk membina pesawat berdasarkan prinsip ini.

Graviti buatan ialah perubahan buatan manusia dalam daya graviti sedia ada. Hari ini, kita tidak benar-benar memerlukan teknologi sedemikian, tetapi keadaan pasti akan berubah selepas permulaan perjalanan ruang angkasa jangka panjang. Dan ia berkaitan dengan fisiologi kita. Tubuh manusia, "dibiasakan" oleh berjuta-juta tahun evolusi dengan graviti berterusan Bumi, melihat kesan pengurangan graviti secara sangat negatif. Tinggal lama walaupun dalam keadaan graviti bulan (enam kali lebih lemah daripada bumi) boleh membawa kepada akibat yang menyedihkan. Ilusi tarikan boleh dicipta menggunakan daya fizikal lain, seperti inersia. Walau bagaimanapun, pilihan ini adalah kompleks dan mahal. Pada masa ini, graviti tiruan tidak mempunyai justifikasi teori, jelas bahawa kemungkinan pelaksanaan praktikalnya adalah masalah masa depan yang sangat jauh.

Graviti adalah konsep yang diketahui oleh semua orang sejak sekolah. Nampaknya saintis sepatutnya menyiasat fenomena ini dengan teliti! Tetapi graviti kekal sebagai misteri terdalam kepada sains moden. Dan ini boleh dipanggil contoh yang sangat baik tentang betapa terhadnya pengetahuan manusia tentang dunia kita yang luas dan indah.

Jika anda mempunyai sebarang soalan - tinggalkan dalam komen di bawah artikel. Kami atau pelawat kami dengan senang hati akan menjawabnya.

Kita hidup di Bumi, kita bergerak di sepanjang permukaannya, seolah-olah di sepanjang tepi beberapa tebing berbatu yang naik di atas jurang maut. Kita disimpan di tepi jurang ini hanya oleh apa yang mempengaruhi kita. graviti bumi; kita tidak jatuh dari permukaan bumi hanya kerana kita mempunyai, seperti yang mereka katakan, beberapa berat tertentu. Kami akan serta-merta terbang dari "tebing" ini dan dengan pantas terbang ke dalam jurang angkasa jika daya graviti planet kita tiba-tiba berhenti bertindak. Kami akan terus tergesa-gesa di dalam jurang ruang dunia, tanpa mengetahui naik atau turun.

Pergerakan bumi

miliknya pergerakan di bumi kita juga berhutang dengan graviti. Kami berjalan di Bumi dan sentiasa mengatasi rintangan daya ini, merasakan tindakannya, seperti beban berat di kaki kami. "Beban" ini amat terasa apabila mendaki gunung, apabila anda perlu menyeretnya, seperti sejenis beban berat yang tergantung di kaki anda. Ia tidak kurang juga memberi kesan apabila menuruni gunung, memaksa kita mempercepatkan langkah. Mengatasi daya graviti apabila bergerak di Bumi. Arah ini - "atas" dan "bawah" - ditunjukkan kepada kita hanya dengan graviti. Di semua titik di permukaan bumi, ia diarahkan hampir ke pusat Bumi. Oleh itu, konsep "bawah" dan "atas" akan bertentangan secara diametrik untuk apa yang dipanggil antipoda, iaitu, orang yang tinggal di bahagian permukaan bumi yang bertentangan secara diametrik. Sebagai contoh, arah yang bagi mereka yang tinggal di Moscow menunjukkan "turun", bagi penduduk Tierra del Fuego menunjukkan "naik". Arah yang menunjukkan "turun" untuk orang di kutub dan di khatulistiwa membuat sudut tepat; mereka berserenjang antara satu sama lain. Di luar Bumi, apabila bergerak menjauhinya, daya graviti berkurangan, kerana daya tarikan berkurangan (daya tarikan Bumi, seperti mana-mana badan dunia lain, memanjang jauh tanpa batas di angkasa) dan daya emparan meningkat , yang mengurangkan daya graviti. Oleh itu, semakin tinggi kita mengangkat beberapa beban, contohnya, dalam belon, semakin kurang beban ini akan ditimbang.

Daya emparan bumi

Oleh kerana putaran harian, daya sentrifugal bumi. Daya ini bertindak di mana-mana di permukaan Bumi dalam arah yang berserenjang dengan paksi bumi dan menjauhinya. Daya sentrifugal kecil berbanding graviti. Di khatulistiwa, ia mencapai nilai terbesarnya. Tetapi di sini pun, mengikut pengiraan Newton, daya emparan hanya 1/289 daripada daya tarikan. Semakin jauh ke utara dari khatulistiwa, semakin kurang daya sentrifugal. Di bahagian paling kutub ia adalah sifar.

Tindakan daya emparan Bumi. Pada ketinggian tertentu daya sentrifugal akan meningkat begitu banyak sehingga ia akan sama dengan daya tarikan, dan daya graviti mula-mula akan menjadi sama dengan sifar, dan kemudian, dengan peningkatan jarak dari Bumi, ia akan mengambil nilai negatif dan akan terus meningkat, diarahkan dalam arah yang bertentangan berkenaan dengan Bumi.

Graviti

Daya paduan daya tarikan Bumi dan daya emparan dipanggil graviti. Daya graviti di semua titik di permukaan bumi akan sama jika bola kita yang tepat dan teratur, jika jisimnya adalah ketumpatan yang sama di mana-mana, dan, akhirnya, jika tiada putaran harian di sekeliling paksi. Tetapi, oleh kerana Bumi kita bukan bola biasa, tidak terdiri dalam semua bahagian batuan dengan ketumpatan yang sama dan berputar sepanjang masa, maka, oleh itu, graviti pada setiap titik di permukaan bumi adalah berbeza sedikit. Oleh itu, pada setiap titik di permukaan bumi magnitud graviti bergantung pada magnitud daya emparan, yang mengurangkan daya tarikan, pada ketumpatan batu bumi dan jarak dari pusat bumi. Semakin besar jarak ini, semakin kurang graviti. Jejari Bumi, yang pada satu hujung, seolah-olah, terletak pada khatulistiwa bumi, adalah yang terbesar. Jejari yang mempunyai titik Kutub Utara atau Kutub Selatan sebagai hujungnya adalah yang terkecil. Oleh itu, semua jasad di khatulistiwa mempunyai graviti kurang (kurang berat) berbanding di kutub. Adalah diketahui bahawa graviti lebih besar di kutub berbanding di khatulistiwa sebanyak 1/289. Perbezaan graviti badan yang sama di khatulistiwa dan di kutub ini boleh didapati dengan menimbangnya dengan neraca spring. Jika kita menimbang badan pada penimbang dengan berat, maka kita tidak akan melihat perbezaan ini. Neraca akan menunjukkan berat yang sama di kutub dan di khatulistiwa; berat, seperti badan yang sedang ditimbang, juga, sudah tentu, akan berubah dalam berat badan.

Skala spring sebagai cara untuk mengukur graviti di khatulistiwa dan di kutub. Mari kita anggap bahawa sebuah kapal dengan kargo mempunyai berat di kawasan kutub, berhampiran kutub, kira-kira 289 ribu tan. Apabila tiba di pelabuhan berhampiran khatulistiwa, kapal dengan kargo hanya akan mempunyai berat kira-kira 288,000 tan. Oleh itu, di khatulistiwa, kapal itu kehilangan kira-kira seribu tan berat. Semua jasad disimpan di permukaan bumi hanya disebabkan oleh fakta bahawa graviti bertindak ke atasnya. Pada waktu pagi, bangun dari katil, anda boleh merendahkan kaki anda ke lantai hanya kerana daya ini menariknya ke bawah.

Graviti di dalam Bumi

Mari lihat bagaimana ia berubah graviti di dalam bumi. Apabila kita pergi lebih dalam ke dalam Bumi, daya graviti terus meningkat sehingga kedalaman tertentu. Pada kedalaman kira-kira seribu kilometer, graviti akan mempunyai nilai maksimum (paling besar) dan akan meningkat berbanding nilai puratanya di permukaan bumi (9.81 m/s) sebanyak lebih kurang lima peratus. Dengan pendalaman selanjutnya, daya graviti akan terus berkurangan dan di tengah-tengah Bumi akan sama dengan sifar.

Andaian mengenai putaran Bumi

kami bumi berputar membuat revolusi lengkap pada paksinya dalam masa 24 jam. Daya sentrifugal diketahui meningkat mengikut perkadaran dengan kuasa dua halaju sudut. Oleh itu, jika Bumi mempercepatkan putarannya di sekeliling paksinya sebanyak 17 kali, maka daya emparan akan meningkat 17 kali kuasa dua, iaitu 289 kali. Di bawah keadaan biasa, seperti yang dinyatakan di atas, daya emparan di khatulistiwa ialah 1/289 daripada daya graviti. Dengan peningkatan 17 kali daya tarikan dan daya emparan dibuat sama. Daya graviti - hasil kedua-dua daya ini - dengan peningkatan kelajuan putaran paksi Bumi akan sama dengan sifar.

Nilai daya emparan semasa putaran Bumi. Kelajuan putaran Bumi di sekeliling paksinya dipanggil kritikal, kerana pada kelajuan putaran planet kita semua badan di khatulistiwa akan kehilangan beratnya. Tempoh hari dalam kes kritikal ini adalah lebih kurang 1 jam 25 minit. Dengan pecutan seterusnya putaran Bumi, semua jasad (terutamanya di khatulistiwa) akan mula-mula kehilangan beratnya, dan kemudian dibuang ke angkasa oleh daya emparan, dan Bumi itu sendiri akan terkoyak oleh daya yang sama. Kesimpulan kami adalah betul jika Bumi adalah jasad yang benar-benar tegar dan, apabila mempercepatkan gerakan putarannya, tidak akan mengubah bentuknya, dengan kata lain, jika jejari khatulistiwa bumi mengekalkan nilainya. Tetapi diketahui bahawa dengan pecutan putaran Bumi, permukaannya perlu mengalami beberapa ubah bentuk: ia akan mula mengecut ke arah kutub dan mengembang ke arah khatulistiwa; ia akan mengambil rupa yang lebih dan lebih rata. Panjang jejari khatulistiwa bumi akan mula meningkat dan seterusnya meningkatkan daya emparan. Oleh itu, jasad di khatulistiwa akan kehilangan beratnya sebelum kelajuan putaran Bumi meningkat sebanyak 17 kali ganda, dan malapetaka dengan Bumi akan datang sebelum hari akan mengurangkan tempohnya kepada 1 jam dan 25 minit. Dalam erti kata lain, kelajuan kritikal putaran Bumi akan menjadi agak kurang, dan tempoh maksimum hari akan menjadi lebih lama. Bayangkan secara mental bahawa kelajuan putaran Bumi, disebabkan beberapa sebab yang tidak diketahui, akan menghampiri yang kritikal. Apa yang akan berlaku kepada penduduk bumi kemudian? Pertama sekali, di mana-mana di Bumi sehari, sebagai contoh, kira-kira dua atau tiga jam. Siang dan malam akan berubah secara kaleidoskopik dengan cepat. Matahari, seperti dalam planetarium, akan bergerak dengan cepat melintasi langit, dan sebaik sahaja anda bangun dan mencuci diri, ia akan hilang di sebalik ufuk, dan malam akan datang menggantikannya. Orang ramai tidak akan menavigasi dengan tepat dalam masa. Tiada siapa yang akan tahu apa hari bulan itu dan hari apa dalam minggu itu. Kehidupan manusia biasa akan menjadi tidak teratur. Jam bandul akan perlahan dan kemudian berhenti di mana-mana. Mereka berjalan kerana graviti bertindak ke atas mereka. Sesungguhnya, dalam kehidupan seharian kita, apabila "pejalan kaki" mula ketinggalan atau tergesa-gesa, maka perlu untuk memendekkan atau memanjangkan bandul mereka, atau bahkan menggantung beberapa berat tambahan pada bandul. Badan di khatulistiwa akan kehilangan berat badan mereka. Di bawah keadaan khayalan ini adalah mudah untuk mengangkat badan yang sangat berat. Tidak sukar untuk memikul kuda, gajah, atau mengangkat seluruh rumah. Burung akan kehilangan keupayaan untuk mendarat. Berikut adalah sekawanan burung pipit mengelilingi palung dengan air. Mereka berkicau dengan kuat, tetapi tidak dapat turun. Segenggam bijirin yang dilemparkan olehnya akan tergantung di atas Bumi dalam butiran yang berasingan. Biarkan, selanjutnya, kelajuan putaran Bumi semakin menghampiri yang kritikal. Planet kita sangat cacat dan mempunyai rupa yang semakin rata. Ia diibaratkan seperti karusel yang berputar dengan pantas dan mengancam untuk membuang penduduknya. Sungai-sungai kemudiannya akan berhenti mengalir. Mereka akan menjadi paya bertakung panjang. Kapal laut yang besar hampir tidak akan menyentuh permukaan air dengan dasar mereka, kapal selam tidak akan dapat menyelam ke dalam laut, ikan dan haiwan laut akan berenang di permukaan laut dan lautan, mereka tidak akan dapat lagi. untuk bersembunyi di kedalaman laut. Pelaut tidak akan dapat berlabuh lagi, mereka tidak akan memiliki kemudi kapal mereka lagi, kapal besar dan kecil akan berdiri tidak bergerak. Berikut adalah satu lagi gambar khayalan. Kereta api penumpang berdiri di stesen. Wisel telah pun dibunyikan; kereta api mesti pergi. Pemandu mengambil semua langkah yang diperlukan. Penyimpan dengan murah hati membuang arang ke dalam relau. Percikan api besar terbang dari cerobong lokomotif wap. Roda berputar dengan terdesak. Tetapi lokomotif itu masih berdiri. Rodanya tidak menyentuh rel dan tiada geseran di antaranya. Masa akan tiba apabila orang tidak akan dapat turun ke lantai; mereka akan melekat seperti lalat ke siling. Biarkan kelajuan putaran Bumi terus meningkat. Daya sentrifugal semakin hebat dalam magnitudnya kepada daya tarikan ... Kemudian orang, haiwan, barangan rumah, rumah, semua objek di Bumi, seluruh dunia haiwannya akan dibuang ke angkasa dunia. Benua Australia akan terpisah dari Bumi dan tergantung di angkasa seperti awan hitam yang sangat besar. Afrika akan terbang ke kedalaman jurang senyap, jauh dari Bumi. Perairan Lautan Hindi akan bertukar menjadi sejumlah besar titisan sfera dan juga akan terbang ke jarak yang tidak terbatas. Laut Mediterranean, sebelum ia mempunyai masa untuk bertukar menjadi pengumpulan gergasi titisan, akan terpisah dari bahagian bawah dengan keseluruhan ketebalan airnya, di mana ia akan dapat melalui bebas dari Naples ke Algiers. Akhirnya, kelajuan putaran akan meningkat dengan begitu banyak, daya emparan akan meningkat dengan begitu banyak sehingga seluruh Bumi akan terkoyak. Walau bagaimanapun, ini tidak boleh berlaku sama ada. Kelajuan putaran Bumi, seperti yang kita katakan di atas, tidak meningkat, tetapi sebaliknya, ia juga berkurangan sedikit - namun, ia sangat kecil sehingga, seperti yang kita ketahui, dalam 50 ribu tahun tempoh hari meningkat. dengan hanya satu saat. Dalam erti kata lain, Bumi kini berputar pada kelajuan sedemikian yang diperlukan untuk flora dan fauna planet kita untuk berkembang di bawah sinaran Matahari yang memberi tenaga dan kalori selama beribu-ribu tahun.

Nilai geseran

Mari lihat sekarang apa perkara geseran dan apa yang akan berlaku jika ia tidak ada. Geseran diketahui mempunyai kesan berbahaya pada pakaian kita: kot memakai lengan baju terlebih dahulu, dan but tapak kaki, kerana lengan dan tapak paling terdedah kepada geseran. Tetapi bayangkan sejenak bahawa permukaan planet kita, seolah-olah, digilap dengan baik, licin sempurna, dan kemungkinan geseran akan dikecualikan. Bolehkah kita berjalan di atas permukaan sedemikian? Sudah tentu tidak. Semua orang tahu bahawa walaupun di atas ais dan di atas lantai yang bergesel sangat sukar untuk berjalan dan anda perlu berhati-hati agar tidak jatuh. Tetapi permukaan ais dan lantai bergesel masih mempunyai sedikit geseran.

Daya geseran pada ais. Sekiranya daya geseran hilang di permukaan Bumi, maka huru-hara yang tidak dapat digambarkan akan selama-lamanya memerintah di planet kita. Jika tiada geseran, laut akan mengamuk selama-lamanya dan ribut tidak akan surut. Puting beliung pasir tidak akan berhenti menggantung di atas Bumi, dan angin akan sentiasa bertiup. Bunyi merdu piano, biola dan bunyi ngauman haiwan pemangsa yang dahsyat akan bercampur dan merebak tanpa henti di udara. Sekiranya tiada geseran, badan yang bergerak tidak akan berhenti. Di permukaan bumi yang benar-benar licin, pelbagai jasad dan objek akan selamanya bercampur dalam pelbagai arah. Tidak masuk akal dan tragis akan menjadi dunia Bumi, jika tiada geseran dan tarikan Bumi.

Obi-Wan Kenobi berkata bahawa kekuatan menyatukan galaksi. Perkara yang sama boleh dikatakan tentang graviti. Hakikatnya ialah graviti membolehkan kita berjalan di atas Bumi, Bumi beredar mengelilingi Matahari, dan Matahari beredar mengelilingi lubang hitam supermasif di pusat galaksi kita. Bagaimana untuk memahami graviti? Mengenai ini - dalam artikel kami.

Katakan dengan segera bahawa anda tidak akan dapati di sini jawapan yang jelas betul kepada soalan "Apakah graviti." Kerana ia tidak wujud! Graviti adalah salah satu fenomena paling misteri yang difikirkan oleh saintis dan masih tidak dapat menjelaskan sepenuhnya sifatnya.

Terdapat banyak hipotesis dan pendapat. Terdapat lebih daripada sedozen teori graviti, alternatif dan klasik. Kami akan mempertimbangkan yang paling menarik, relevan dan moden.

Inginkan lebih banyak maklumat berguna dan berita baharu setiap hari? Sertai kami di telegram.

Graviti adalah interaksi asas fizikal

Terdapat 4 interaksi asas dalam fizik. Terima kasih kepada mereka, dunia ini betul-betul seperti itu. Graviti adalah salah satu daya ini.

Interaksi Asas:

graviti;
elektromagnetisme;
interaksi yang kuat;
interaksi yang lemah.

Graviti adalah yang paling lemah daripada empat daya asas.

Pada masa ini, teori semasa yang menerangkan graviti ialah GR (relativiti am). Ia telah dicadangkan oleh Albert Einstein pada tahun 1915-1916.

Walau bagaimanapun, kita tahu bahawa masih terlalu awal untuk bercakap tentang kebenaran muktamad. Lagipun, beberapa abad sebelum kemunculan relativiti am dalam fizik, teori Newtonian, yang berkembang dengan ketara, didominasi untuk menggambarkan graviti.

Pada masa ini, adalah mustahil untuk menerangkan dan menerangkan semua isu yang berkaitan dengan graviti dalam rangka relativiti am.

Sebelum Newton, secara meluas dipercayai bahawa graviti di bumi dan graviti cakerawala adalah perkara yang berbeza. Adalah dipercayai bahawa planet-planet bergerak mengikut mereka sendiri, berbeza daripada undang-undang ideal duniawi.

Newton menemui undang-undang graviti sejagat pada tahun 1667. Sudah tentu, undang-undang ini wujud walaupun semasa dinosaur dan lebih awal lagi.

Ahli falsafah kuno berfikir tentang kewujudan graviti. Galileo secara eksperimen mengira pecutan jatuh bebas di Bumi, mendapati bahawa ia adalah sama untuk jasad mana-mana jisim. Kepler mengkaji undang-undang pergerakan benda angkasa.

Newton dapat merumus dan membuat generalisasi hasil pemerhatian. Inilah yang dia dapat:

Dua jasad tertarik antara satu sama lain dengan daya yang dipanggil daya graviti atau daya graviti.

Formula untuk daya tarikan antara jasad ialah:

G ialah pemalar graviti, m ialah jisim jasad, r ialah jarak antara pusat jisim jasad.

Apakah maksud fizikal pemalar graviti? Ia sama dengan daya yang digunakan oleh badan dengan jisim 1 kilogram setiap satu bertindak antara satu sama lain, berada pada jarak 1 meter antara satu sama lain.

Menurut teori Newton, setiap objek mencipta medan graviti. Ketepatan hukum Newton telah diuji pada jarak kurang daripada satu sentimeter. Sudah tentu, untuk jisim kecil kuasa ini tidak penting dan boleh diabaikan.

Formula Newton boleh digunakan untuk mengira daya tarikan planet ke matahari, dan untuk objek kecil. Kami hanya tidak perasan daya yang, katakan, bola di atas meja biliard tertarik. Namun begitu, daya ini wujud dan boleh dikira.

Daya tarikan bertindak antara mana-mana badan di alam semesta. Kesannya meluas ke mana-mana jarak.

Hukum graviti sejagat Newton tidak menjelaskan sifat daya tarikan, tetapi menetapkan corak kuantitatif. Teori Newton tidak bercanggah dengan relativiti am. Ia cukup memadai untuk menyelesaikan masalah praktikal pada skala Bumi dan untuk mengira pergerakan badan angkasa.

Graviti dalam Relativiti Am

Walaupun fakta bahawa teori Newton agak boleh digunakan dalam amalan, ia mempunyai beberapa kelemahan. Undang-undang graviti sejagat adalah penerangan matematik, tetapi tidak memberikan gambaran tentang sifat fizikal asas sesuatu.

Menurut Newton, daya tarikan bertindak pada sebarang jarak. Dan ia berfungsi serta-merta. Memandangkan kelajuan terpantas di dunia adalah kelajuan cahaya, terdapat percanggahan. Bagaimanakah graviti boleh bertindak serta-merta pada sebarang jarak, sedangkan cahaya tidak memerlukan sekelip mata, tetapi beberapa saat atau bahkan tahun untuk mengatasinya?

Dalam kerangka relativiti am, graviti dianggap bukan sebagai daya yang bertindak pada jasad, tetapi sebagai kelengkungan ruang dan masa di bawah pengaruh jisim. Oleh itu, graviti bukanlah interaksi daya.

Apakah kesan graviti? Cuba kita huraikan dengan menggunakan analogi.

Bayangkan ruang sebagai helaian anjal. Jika anda meletakkan bola tenis ringan di atasnya, permukaannya akan kekal rata. Tetapi jika anda meletakkan beban berat di sebelah bola, ia akan menolak lubang di permukaan, dan bola akan mula berguling ke arah pemberat yang besar dan berat. Ini adalah "graviti".

By the way! Untuk pembaca kami kini terdapat diskaun 10% pada apa-apa jenis kerja

Penemuan gelombang graviti

Gelombang graviti telah diramalkan oleh Albert Einstein pada tahun 1916, tetapi ia hanya ditemui seratus tahun kemudian, pada tahun 2015.

Apakah gelombang graviti? Mari kita buat analogi sekali lagi. Jika anda membaling batu ke dalam air yang tenang, bulatan akan pergi di permukaan air dari tempat jatuhnya. Gelombang graviti adalah riak yang sama, gangguan. Hanya bukan di atas air, tetapi di dunia ruang-masa.

Daripada air - ruang-masa, dan bukannya batu, katakan, lubang hitam. Sebarang pergerakan jisim yang dipercepatkan menghasilkan gelombang graviti. Jika jasad tersebut berada dalam keadaan jatuh bebas, jarak antara mereka akan berubah apabila gelombang graviti berlalu.

Oleh kerana graviti adalah daya yang sangat lemah, pengesanan gelombang graviti telah dikaitkan dengan kesukaran teknikal yang besar. Teknologi moden telah membolehkan untuk mengesan letupan gelombang graviti hanya dari sumber supermasif.

Peristiwa yang sesuai untuk mendaftarkan gelombang graviti ialah penggabungan lohong hitam. Malangnya atau nasib baik, ini berlaku agak jarang. Walau bagaimanapun, saintis berjaya mencatatkan gelombang yang benar-benar bergulung melalui ruang Alam Semesta.

Untuk mendaftarkan gelombang graviti, pengesan dengan diameter 4 kilometer telah dibina. Semasa laluan gelombang, ayunan cermin pada ampaian dalam vakum dan gangguan cahaya yang dipantulkan daripadanya telah direkodkan.

Gelombang graviti mengesahkan kesahihan relativiti am.

Graviti dan zarah asas

Dalam model piawai, zarah asas tertentu bertanggungjawab untuk setiap interaksi. Kita boleh mengatakan bahawa zarah adalah pembawa interaksi.

Graviton bertanggungjawab untuk graviti - zarah tak berjisim hipotesis dengan tenaga. Ngomong-ngomong, dalam bahan berasingan kami, baca lebih lanjut tentang boson Higgs dan zarah asas lain yang membuat banyak bunyi.

Akhir sekali, berikut adalah beberapa fakta menarik tentang graviti.

10 fakta tentang graviti

Untuk mengatasi daya graviti Bumi, badan mesti mempunyai kelajuan yang sama dengan 7.91 km / s. Ini adalah kelajuan kosmik pertama. Ia cukup untuk badan (contohnya, kuar angkasa) untuk bergerak dalam orbit mengelilingi planet ini.
Untuk melarikan diri dari medan graviti Bumi, kapal angkasa mesti mempunyai kelajuan sekurang-kurangnya 11.2 km/s. Ini adalah halaju ruang kedua.
Objek dengan graviti paling kuat ialah lubang hitam. Graviti mereka sangat kuat sehingga mereka menarik cahaya (foton).
Anda tidak akan menemui daya graviti dalam mana-mana persamaan mekanik kuantum. Hakikatnya ialah apabila anda cuba memasukkan graviti dalam persamaan, ia kehilangan kaitannya. Ini adalah salah satu masalah terpenting dalam fizik moden.
Perkataan graviti berasal dari bahasa Latin "gravis", yang bermaksud "berat".
Semakin besar objek, semakin kuat graviti. Jika seseorang yang mempunyai berat 60 kilogram di Bumi menimbang Musytari, penimbang akan menunjukkan 142 kilogram.
Para saintis NASA sedang berusaha untuk membangunkan pancaran graviti yang akan membolehkan objek digerakkan tanpa sentuhan, mengatasi daya graviti.
Angkasawan di orbit juga mengalami graviti. Lebih khusus lagi, mikrograviti. Mereka seolah-olah jatuh tanpa henti bersama-sama dengan kapal di mana mereka berada.
Graviti sentiasa menarik dan tidak pernah menolak.
Lubang hitam sebesar bola tenis menarik objek dengan daya yang sama seperti planet kita.

Sekarang anda tahu definisi graviti dan anda boleh katakan formula apa yang digunakan untuk mengira daya tarikan. Jika granit sains menahan anda lebih keras daripada graviti, hubungi perkhidmatan pelajar kami. Kami akan membantu anda belajar dengan mudah di bawah beban kerja yang paling berat!