Kur studioni një kurs shkollor në fizikë, një temë e rëndësishme në seksionin e mekanikës është ligji i gravitetit universal. Në këtë artikull, ne do të hedhim një vështrim më të afërt se çfarë është, dhe me çfarë formule matematikore përshkruhet, si dhe do të japim shembuj të forcës së gravitetit në jetën e përditshme të njeriut dhe në një shkallë kozmike.
Kush zbuloi ligjin e gravitetit
Para se të japim shembuj të forcës së gravitetit, le të përshkruajmë shkurtimisht se kujt i është besuar zbulimi i saj.
Që nga kohët e lashta, njerëzit kanë vëzhguar yjet dhe planetët dhe e dinin se ata lëvizin përgjatë trajektore të caktuara. Veç kësaj, çdo person që nuk kishte njohuri të veçanta e kuptonte se sado larg dhe lart të hidhte një gur ose send tjetër, ai gjithmonë binte në tokë. Por asnjëri nga njerëzit nuk e mori me mend se proceset në Tokë dhe trupat qiellorë kontrollohen nga i njëjti ligj natyror.
Në vitin 1687, Sir Isaac Newton botoi një vepër shkencore në të cilën ai së pari përvijoi matematikënformulimi i ligjit të gravitetit universal. Natyrisht, Njutoni nuk erdhi në mënyrë të pavarur në këtë formulim, të cilin ai e njohu personalisht. Ai përdori disa nga idetë e bashkëkohësve të tij (për shembull, ekzistenca e një proporcionaliteti të anasjelltë me katrorin e distancës së forcës së tërheqjes midis trupave), si dhe përvojën e akumuluar eksperimentale në trajektoret e planetëve (tre të Keplerit ligjet). Gjeniu i Njutonit u tregua në faktin se pasi analizoi të gjithë përvojën në dispozicion, shkencëtari ishte në gjendje ta formulonte atë në formën e një teorie koherente dhe praktikisht të zbatueshme.
Formula e gravitetit
Ligji i gravitetit universal mund të formulohet shkurtimisht si më poshtë: midis të gjithë trupave në univers ekziston një forcë tërheqëse, e cila është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës midis qendrave të tyre të masës dhe drejtpërdrejt proporcionale me produktin. e masave të vetë trupave. Për dy trupa me masë m1 dhe m2, të cilët janë në një distancë r nga njëri-tjetri, ligji në studim do të shkruhet si:
F=Gm1m2/r2.
/r2.
Këtu G është konstanta e gravitetit.
Forca e tërheqjes mund të llogaritet duke përdorur këtë formulë në të gjitha rastet, nëse distancat midis trupave janë mjaft të mëdha në krahasim me madhësitë e tyre. Përndryshe, dhe gjithashtu në kushtet e gravitacionit të fortë pranë objekteve masive hapësinore (yjet neutron, vrimat e zeza), duhet të përdoret teoria e relativitetit të zhvilluar nga Ajnshtajni. Ky i fundit e konsideron gravitetin si rezultat i një shtrembërimi të hapësirë-kohës. Në ligjin klasik të Njutonitgraviteti është rezultat i bashkëveprimit të trupave me një fushë energjie, si fushat elektrike ose magnetike.
Manifestimi i gravitetit: Shembuj nga jeta e përditshme
Së pari, si shembuj të tillë mund të emërtojmë çdo trup që bie nga një lartësi e caktuar. Për shembull, një gjethe ose mollë e famshme nga një pemë, një gur që bie, pika shiu, rrëshqitje mali dhe rrëshqitje dheu. Në të gjitha këto raste, trupat priren drejt qendrës së planetit tonë.
Së dyti, kur një mësues u kërkon nxënësve "të japin shembuj të gravitetit", ata gjithashtu duhet të kujtojnë se të gjithë trupat kanë peshë. Kur telefoni është në tavolinë ose kur një person peshohet në peshore, në këto raste trupi shtyp suportin. Pesha trupore është një shembull i gjallë i manifestimit të forcës së gravitetit, i cili, së bashku me reagimin e mbështetjes, formon një palë forcash që balancojnë njëra-tjetrën.
Nëse formula nga paragrafi i mëparshëm përdoret për kushtet tokësore (zëvendësoni masën e planetit dhe rrezen e tij në të), atëherë mund të merret shprehja e mëposhtme:
F=mg
Është ai që përdoret në zgjidhjen e problemeve me gravitetin. Këtu g është nxitimi i dhënë të gjithë trupave, pavarësisht nga masa e tyre, në rënie të lirë. Nëse nuk do të kishte rezistencë ajri, atëherë një gur i rëndë dhe një pendë e lehtë do të binin në të njëjtën kohë nga e njëjta lartësi.
Graviteti në Univers
Të gjithë e dinë se Toka, së bashku me planetët e tjerë, rrotullohet rreth Diellit. Nga ana tjetër, Dielli, duke qenë brendanjë nga krahët e galaktikës spirale Rruga e Qumështit, rrotullohet së bashku me qindra miliona yje rreth qendrës së saj. Vetë galaktikat gjithashtu i afrohen njëra-tjetrës në të ashtuquajturat grupime lokale. Nëse kthehemi në një shkallë, atëherë duhet të kujtojmë satelitët që rrotullohen rreth planetëve të tyre, asteroidët që bien në këto planete ose fluturojnë pranë. Të gjitha këto raste mund të mbahen mend nëse mësuesi pyet nxënësit: "Jepni shembuj të forcës së gravitetit."
Vini re se në dekadat e fundit çështja e forcës kryesore në një shkallë kozmike është vënë në pikëpyetje. Në hapësirën lokale, është padyshim forca e gravitetit. Megjithatë, duke marrë parasysh çështjen në nivelin e galaktikës, hyn në lojë një forcë tjetër, ende e panjohur, e lidhur me materien e errët. Ky i fundit manifestohet si anti-graviteti.
