Fizika bo'yicha maktab kursini o'rganayotganda, mexanika bo'limidagi muhim mavzu - universal tortishish qonuni. Ushbu maqolada biz uning nima ekanligini va qanday matematik formula bilan tasvirlanganini batafsil ko'rib chiqamiz, shuningdek, insonning kundalik hayotida va kosmik miqyosdagi tortishish kuchiga misollar keltiramiz.
Ogʻirlik qonunini kim kashf etgan
Ogʻirlik kuchiga misollar keltirishdan oldin uni kim kashf etganini qisqacha aytib oʻtamiz.
Qadim zamonlardan beri odamlar yulduzlar va sayyoralarni kuzatishgan va ular ma'lum traektoriyalar bo'ylab harakat qilishlarini bilishgan. Bundan tashqari, maxsus bilimga ega bo'lmagan har qanday odam tosh yoki boshqa narsalarni qanchalik uzoqqa va balandga tashlamasin, u doimo erga tushishini tushundi. Ammo odamlarning hech biri Yer va samoviy jismlardagi jarayonlar bir xil tabiiy qonun bilan boshqarilishini taxmin ham qilmagan.
1687 yilda ser Isaak Nyuton ilmiy asarini nashr etdi, unda u birinchi marta matematikuniversal tortishish qonunini shakllantirish. Albatta, Nyuton shaxsan o'zi tan olgan ushbu formulaga mustaqil ravishda kelmadi. U o'z zamondoshlarining ba'zi g'oyalarini (masalan, jismlar orasidagi tortishish kuchi masofasining kvadratiga teskari proportsionallikning mavjudligi), shuningdek, sayyoralar traektoriyasi bo'yicha to'plangan eksperimental tajribadan (Keplerning uchtasi) foydalangan. qonunlar). Nyutonning dahosi shundan dalolat berdiki, olim mavjud bo‘lgan barcha tajribani tahlil qilib, uni izchil va amalda qo‘llanilishi mumkin bo‘lgan nazariya shaklida shakllantirishga muvaffaq bo‘ldi.
Gravitatsiya formulasi
Umumjahon tortishish qonunini qisqacha quyidagicha ifodalash mumkin: koinotdagi barcha jismlar oʻrtasida ularning massa markazlari orasidagi masofaning kvadratiga teskari proportsional va mahsulotga toʻgʻridan-toʻgʻri proportsional boʻlgan jozibador kuch mavjud. jismlarning o'zlari massalarining. Bir-biridan r masofada joylashgan m1 va m2 boʻlgan ikkita jism uchun oʻrganilayotgan qonun quyidagicha yoziladi:
F=Gm1m2/r2.
Bu erda G - tortishish doimiysi.
Jismlar orasidagi masofalar ularning oʻlchamlari bilan solishtirganda etarlicha katta boʻlsa, barcha holatlarda ushbu formula yordamida tortishish kuchini hisoblash mumkin. Aks holda, shuningdek, massiv kosmik jismlar (neytron yulduzlar, qora tuynuklar) yaqinidagi kuchli tortishish sharoitida Eynshteyn tomonidan ishlab chiqilgan nisbiylik nazariyasidan foydalanish kerak. Ikkinchisi tortishish kuchini fazo-vaqtning buzilishi natijasi deb hisoblaydi. Nyutonning klassik qonunidatortishish jismlarning elektr yoki magnit maydonlari kabi ba'zi energiya maydoni bilan o'zaro ta'siri natijasidir.
Gravitatsiyaning namoyon boʻlishi: Kundalik hayotdan misollar
Birinchidan, bunday misollar sifatida biz ma'lum bir balandlikdan tushgan har qanday jismni nomlashimiz mumkin. Masalan, daraxtdan barg yoki mashhur olma, tosh tushishi, yomg'ir tomchilari, tog 'ko'chkilari va ko'chkilar. Bularning barchasida jismlar sayyoramizning markaziga intiladi.
Ikkinchidan, oʻqituvchi oʻquvchilardan “tortishish kuchiga misollar keltirishni” soʻraganda, ular barcha jismlarning vazni borligini ham yodda tutishlari kerak. Telefon stol ustida turganda yoki odam tarozida tortilganda, bu hollarda tana tayanchni bosadi. Tana og'irligi tortishish kuchining namoyon bo'lishiga yorqin misol bo'lib, u tayanchning reaktsiyasi bilan birgalikda bir-birini muvozanatlashtiradigan juft kuchlarni hosil qiladi.
Agar oldingi paragrafdagi formuladan yer usti sharoitlari uchun foydalanilsa (sayyora massasi va uning radiusini unga almashtiring), u holda quyidagi ifodani olish mumkin:
F=mg
Bu tortishish bilan bog'liq masalalarni yechishda qo'llaniladi. Bu yerda g - barcha jismlarga ularning massasidan qat'iy nazar erkin tushishda berilgan tezlanish. Agar havo qarshiligi bo'lmasa, og'ir tosh va engil pat bir vaqtning o'zida bir xil balandlikdan tushib ketardi.
Koinotdagi tortishish
Hamma biladiki, Yer boshqa sayyoralar qatori Quyosh atrofida aylanadi. O'z navbatida, Quyosh ichida bo'lishSpiral galaktikaning qo'llaridan biri Somon yo'li o'z markazi atrofida yuz millionlab yulduzlar bilan birga aylanadi. Galaktikalarning o'zlari ham mahalliy klasterlarda bir-biriga yaqinlashadilar. Agar biz miqyosga qaytsak, ularning sayyoralari atrofida aylanadigan sun'iy yo'ldoshlarni, bu sayyoralarga tushadigan yoki uchib ketadigan asteroidlarni esga olishimiz kerak. Agar o'qituvchi talabalardan: "Og'irlik kuchiga misollar keltiring" deb so'rasa, bu holatlarning barchasini eslab qolish mumkin.
E'tibor bering, so'nggi o'n yilliklarda kosmik miqyosdagi asosiy kuch masalasi shubha ostiga qo'yilgan. Mahalliy kosmosda, shubhasiz, tortishish kuchi. Biroq, masalani galaktika darajasida ko'rib chiqsak, qorong'u materiya bilan bog'liq bo'lgan boshqa, hali noma'lum kuch paydo bo'ladi. Ikkinchisi tortishish kuchiga qarshi o'zini namoyon qiladi.
