Forcat gravitacionale janë një nga katër llojet kryesore të forcave që manifestohen në të gjithë diversitetin e tyre midis trupave të ndryshëm si në Tokë ashtu edhe më gjerë. Përveç tyre dallohen edhe elektromagnetike, të dobëta dhe bërthamore (të forta). Ndoshta, ishte ekzistenca e tyre që njerëzimi e kuptoi në radhë të parë. Forca e tërheqjes nga Toka ka qenë e njohur që nga kohërat e lashta. Sidoqoftë, kaluan shekuj të tërë para se një person të merrte me mend se ky lloj ndërveprimi ndodh jo vetëm midis Tokës dhe çdo trupi, por edhe midis objekteve të ndryshme. I pari që kuptoi se si funksionojnë forcat gravitacionale ishte fizikani anglez I. Newton. Ishte ai që nxori ligjin tashmë të njohur të gravitetit universal.
Formula e forcës gravitacionale
Newton vendosi të analizojë ligjet me të cilat lëvizin planetët në sistem. Si rezultat, ai arriti në përfundimin se rrotullimi i qiellittrupat rreth Diellit janë të mundshme vetëm nëse forcat gravitacionale veprojnë midis tij dhe vetë planetëve. Duke kuptuar se trupat qiellorë ndryshojnë nga objektet e tjera vetëm në madhësinë dhe masën e tyre, shkencëtari nxori formulën e mëposhtme:
F=f x (m1 x m2) / r2, ku:
- m1, m2 janë masat e dy trupave;
- r – distanca ndërmjet tyre në vijë të drejtë;
- f është konstanta gravitacionale, vlera e së cilës është 6,668 x 10-8 cm3/g x sek 2.
Kështu, mund të argumentohet se çdo dy objekte tërhiqen nga njëri-tjetri. Puna e forcës gravitacionale në madhësinë e saj është drejtpërdrejt proporcionale me masat e këtyre trupave dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me distancën ndërmjet tyre, në katror.
Veçoritë e aplikimit të formulës
Në shikim të parë, duket se përdorimi i përshkrimit matematikor të ligjit të tërheqjes është mjaft i thjeshtë. Megjithatë, nëse e mendoni mirë, kjo formulë ka kuptim vetëm për dy masa, përmasat e të cilave janë të papërfillshme në krahasim me distancën midis tyre. Dhe aq sa mund të merren për dy pikë. Po kur distanca është e krahasueshme me madhësinë e trupave dhe ata vetë kanë një formë të çrregullt? Ndani ato në pjesë, përcaktoni forcat gravitacionale midis tyre dhe llogaritni rezultantën? Nëse po, sa pikë duhet të merren për llogaritjen? Siç mund ta shihni, nuk është aq e thjeshtë.
Dhe nëse marrim parasysh (nga pikëpamja e matematikës) se pikanuk ka dimensione, atëherë kjo situatë duket krejtësisht e pashpresë. Për fat të mirë, shkencëtarët kanë gjetur një mënyrë për të bërë llogaritjet në këtë rast. Ata përdorin aparatin e llogaritjes integrale dhe diferenciale. Thelbi i metodës është se objekti ndahet në një numër të pafund kubesh të vegjël, masat e të cilave janë të përqendruara në qendrat e tyre. Pastaj hartohet një formulë për gjetjen e forcës rezultante dhe zbatohet një tranzicion kufi, me anë të së cilës vëllimi i secilit element përbërës zvogëlohet në një pikë (zero), dhe numri i elementeve të tillë priret në pafundësi. Falë kësaj teknike u arritën disa përfundime të rëndësishme.
- Nëse trupi është një top (sferë), dendësia e të cilit është e njëtrajtshme, atëherë ai tërheq çdo objekt tjetër drejt vetes sikur e gjithë masa e tij të jetë e përqendruar në qendër. Prandaj, me disa gabime, ky përfundim mund të zbatohet edhe për planetët.
- Kur dendësia e një objekti karakterizohet nga simetria qendrore sferike, ai ndërvepron me objekte të tjera sikur e gjithë masa e tij të jetë në pikën e simetrisë. Kështu, nëse marrim një top të zbrazët (për shembull, një top futbolli) ose disa topa të folezuar në njëri-tjetrin (si kukullat matryoshka), atëherë ata do të tërheqin trupa të tjerë në të njëjtën mënyrë si një pikë materiale, duke pasur masën e tyre totale. dhe ndodhet në qendër.
