સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના કાયદાને સમજવું
વૈજ્ .ાનિકોના અધ્યયનનો આભાર, પ્રકૃતિની ઘટનાને સમજવું અને વર્ષોથી તકનીકી પ્રગતિ કરવી શક્ય બન્યું છે. ન્યુટન, ગેલિલિઓના પૃથ્વી પરના અસ્ત્રના ગતિને સંચાલિત કરતા કાયદાઓના અભ્યાસ અને સૌરમંડળમાં ગ્રહોની ગતિના કાયદાના કેપ્લરના અભ્યાસના આધારે, નિષ્કર્ષ પર આવે છે કે ગ્રહને ભ્રમણકક્ષામાં રાખવા માટે જરૂરી બળ જનતા અને તેના પર નિર્ભર છે. અલગ અંતર. આઇઝેક ન્યૂટન દ્વારા 1687 માં પ્રકાશિત સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો, ધૂમકેતુઓની ભ્રમણકક્ષાના અભ્યાસ, અન્ય ગ્રહોની શોધ, ભરતી, ચળવળના અભિયાનમાં ખૂબ ઉપયોગી હોવા સાથે, તે બળ નક્કી કરવા દે છે કે જેના દ્વારા સમૂહ સાથેની બે વસ્તુઓ આકર્ષિત થાય છે. ઉપગ્રહો, અન્ય ઘટનાઓ વચ્ચે.
"યુનિવર્સલ ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો" સમજવા માટે મૂળભૂત વિભાવનાઓ
અમે તમને લેખ જોવા માટે આમંત્રણ આપીએ છીએ ન્યુટન-કાયદા-સમજવા માટે સરળ
સેન્ટ્રિપેટલ બળ:
દબાણ કરો જે મોબાઈલને તેના માર્ગને વાળવા માટે દબાણ કરે છે જેનાથી તે ગોળ ગતિનું વર્ણન કરે છે. સેન્ટ્રિપેટલ બળ પરિપત્ર પાથના કેન્દ્ર તરફ નિર્દેશિત શરીર પર કાર્ય કરે છે. સતત મોડ્યુલસના વેગથી શરીર એક સેન્ટ્રિપેટલ પ્રવેગકનો અનુભવ કરે છે, જેમ જેમ તે ગતિ કરે છે તેમ દિશા બદલી નાખે છે. આકૃતિ 1 જુઓ.
સેન્ટ્રિપેટલ બળની ગણતરી ન્યુટનના બીજા કાયદા [1] ની મદદથી કરી શકાય છે, જ્યાં સેન્ટ્રિપેટલ પ્રવેગકતા કોણીય વેગ, રેખીય વેગના કાર્ય તરીકે અથવા પરિપત્ર ગતિમાં શરીરના સમયગાળાના કાર્ય તરીકે વ્યક્ત કરી શકાય છે. આકૃતિ 2 જુઓ.
[એડિન્સટર નામ = "અવરોધિત કરો 1 ″]
કેપ્લરના કાયદા
ખગોળશાસ્ત્રી જોહાન્સ કેપ્લરે સૂર્યમંડળના ગ્રહોની ગતિને ત્રણ કાયદા દ્વારા સમજાવી: ભ્રમણકક્ષા, ક્ષેત્ર અને અવધિનો કાયદો. [બે].
કેપ્લરનો પ્રથમ કાયદો અથવા ભ્રમણકક્ષાનો કાયદો:
સૌરમંડળના બધા ગ્રહો લંબગોળ ભ્રમણકક્ષામાં સૂર્યની આસપાસ ફરે છે. લંબગોળના બે કેન્દ્રોમાંથી એકમાં સૂર્ય છે. આકૃતિ 3 જુઓ.
કેપ્લરનો બીજો કાયદો અથવા ક્ષેત્રોનો કાયદો:
ત્રિજ્યા જે કોઈ ગ્રહને સૂર્ય સાથે જોડે છે તે સમાન સમયમાં સમાન વિસ્તારોનું વર્ણન કરે છે. (કાલ્પનિક) રેખા જે સૂર્યથી ગ્રહ પર જાય છે, સમાન સમયમાં સમાન વિસ્તારોમાં ફેરવે છે; એટલે કે, જે ક્ષેત્રમાં ફેરફાર થાય છે તે દર સતત છે. આકૃતિ 4 જુઓ.
કેપ્લરનો ત્રીજો કાયદો અથવા સમયગાળોનો કાયદો:
બધા ગ્રહો માટે, ભ્રમણકક્ષાની ત્રિજ્યાના સમઘન અને તેના સમયગાળાના ચોરસ વચ્ચેનો સંબંધ સતત છે. લંબગોળ સમઘનનું મુખ્ય અક્ષ અને અવધિ (સંપૂર્ણ ક્રાંતિ કરવાનો સમય) દ્વારા વિભાજિત, વિવિધ ગ્રહો માટે સમાન સ્થિર છે. કોઈ ગ્રહની ગતિશક્તિ decreર્જા સૂર્યથી તેના અંતરના વિપરિત થતાં ઘટાડો થાય છે. આકૃતિ 5 જુઓ.
સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો
આઇઝેક ન્યૂટન દ્વારા 1687 માં પ્રકાશિત સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો, અમને તે બળ નક્કી કરવા દે છે કે જેના દ્વારા સમૂહ સાથેની બે વસ્તુઓ આકર્ષિત થાય છે. ન્યૂટને નિષ્કર્ષ કા that્યો:
- શરીર સમૂહ હોવાના માત્ર તથ્યથી આકર્ષાય છે.
- શરીરની વચ્ચે આકર્ષણનું બળ ત્યારે જ દેખાય છે જ્યારે ઓછામાં ઓછું ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી સંસ્થાઓમાંથી કોઈ એક ગ્રહની જેમ ખૂબ મોટી હોય છે.
- અંતરે એક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા થાય છે, તેથી, આકર્ષક બળ કાર્ય કરવા માટે શરીર સંપર્કમાં હોવું જરૂરી નથી.
- બે સંસ્થાઓ વચ્ચેનું ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા હંમેશાં દિશા અને મોડ્યુલસમાં સમાન બળોની જોડી તરીકે પોતાને પ્રગટ કરે છે, પરંતુ વિરુદ્ધ દિશામાં.
સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના કાયદાનું નિવેદન
બે જનતા વચ્ચે આકર્ષણનું બળ એ જનતાના ઉત્પાદન માટે સીધા પ્રમાણસર છે અને અંતરના ચોરસથી વિપરિત પ્રમાણસર છે જે તેમને અલગ કરે છે. આકર્ષણના દળમાં એક દિશા છે જે તેમની સાથે જોડાયેલી રેખા સાથે એકરુપ છે []]. આકૃતિ 3 જુઓ.
ગુણોત્તરના પ્રમાણમાં પ્રમાણમાં જી સતત ગુરુત્વાકર્ષણના સાર્વત્રિક સ્થિર તરીકે ઓળખાય છે. આંતરરાષ્ટ્રીય સિસ્ટમમાં તે સમકક્ષ છે:
કસરત 1. તે શક્તિ નક્કી કરો કે જેની સાથે આકૃતિ 7 માં શરીર શૂન્યાવકાશમાં આકર્ષાય છે.
ઉકેલ
આકૃતિ 8 માં, જનતા એમ 1 = 1000 કિલો અને એમ 2 = 80 કિલો સાથેના બે શરીર છે, જે 2 મીટરના અંતરેથી અલગ પડે છે. ગુરુત્વાકર્ષણના સાર્વત્રિક કાયદાને લાગુ કરવાથી, આકૃતિ 8 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, તેમની વચ્ચે આકર્ષણનું બળ નક્કી કરી શકાય છે.
યુનિવર્સલ ગુરુત્વાકર્ષણના કાયદાની કપાત
ત્રિજ્યાને પરિભ્રમણ ગ્રહની અવધિ સાથે સંબંધિત કેપ્લરના ત્રીજા કાયદાથી શરૂ કરીને, ગ્રહ દ્વારા અનુભવાયેલ કેન્દ્રિક પ્રવેગકતા તેની ભ્રમણકક્ષાના ત્રિજ્યાના ચોરસના વિપરિત પ્રમાણસર છે. ન્યુટનનો બીજો કાયદો [] નો ઉપયોગ ગ્રહ પર અભિવ્યક્ત સેન્ટ્રિપેટલ બળ શોધવા માટે કરવામાં આવે છે, જેનો અનુભવ કેન્દ્રિય પ્રવેગકને ધ્યાનમાં લેતા, તે સમયગાળાના કાર્ય તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે. આકૃતિ 9 જુઓ.
ગુરુત્વાકર્ષણના સાર્વત્રિક સ્થિરતાનું મૂલ્ય ન્યુટન દ્વારા ગુરુત્વાકર્ષણના કાયદાની સ્થાપનાના ઘણા વર્ષો પછી હેનરી કેવેન્ડિશ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું. સતત જીને "સાર્વત્રિક" માનવામાં આવે છે કારણ કે તેનું મૂલ્ય જાણીતા બ્રહ્માંડના કોઈપણ ભાગમાં સમાન છે, અને તે પર્યાવરણમાં સ્વતંત્ર છે જેમાં પદાર્થો જોવા મળે છે.
વ્યાયામ 2. ગ્રહ પૃથ્વીનો સમૂહ નક્કી કરો, તે જાણીને કે ત્રિજ્યા 6380 કિ.મી.
ઉકેલ
પૃથ્વીની સપાટી પર સ્થિત સંસ્થાઓ તેના કેન્દ્ર તરફ આકર્ષાય છે, આ બળ શરીરના વજન તરીકે ઓળખાય છે (બળ કે જેનાથી પૃથ્વી તેને આકર્ષે છે). બીજી બાજુ, ન્યુટનનો બીજો કાયદો ગુરુત્વાકર્ષણના કાર્ય તરીકે શરીરના વજનને અભિવ્યક્ત કરીને લાગુ કરી શકાય છે, આમ પૃથ્વીનો સમૂહ મેળવી શકાય છે, જેને તેની ત્રિજ્યા જાણીતી છે. આકૃતિ 11 જુઓ.
સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના કાયદાની અરજી
ધૂમકેતુઓની પરિભ્રમણ, અન્ય ગ્રહોની શોધ, ભરતીઓ, ઉપગ્રહોની હિલચાલ અને અન્ય અસાધારણ ઘટનાને સમજાવવા માટે સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો ઉપયોગી છે.
ન્યૂટનના કાયદા બરાબર પૂરા થાય છે, જ્યારે એવું જોવા મળે છે કે કેટલાક તારા તેનું પાલન કરતા નથી, કારણ કે કેટલાક અન્ય અદ્રશ્ય તારા ચળવળને ખલેલ પહોંચાડે છે, આમ ગ્રહોનું અસ્તિત્વ જાણીતા ગ્રહોની ભ્રમણકક્ષામાં ઉત્પન્ન થતાં ખલેલમાંથી શોધી કા fromવામાં આવ્યું છે.
ઉપગ્રહો:
ઉપગ્રહ એ એક પદાર્થ છે જે મોટા કદના અને મોટા ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રના બીજા anotherબ્જેક્ટની આસપાસ ભ્રમણ કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, તમારી પાસે ગ્રહ પૃથ્વીનો કુદરતી ઉપગ્રહ ચંદ્ર છે. સેટેલાઇટ સેન્ટ્રિપેટલ એક્સિલરેશનનો અનુભવ કરે છે કારણ કે તે ગુરુત્વાકર્ષણીય ક્ષેત્રમાં આકર્ષક બળનો વિષય છે.
વ્યાયામ the. પૃથ્વીના કેન્દ્રથી 3 કિ.મી.ના અંતરે પૃથ્વીની ફરતે આવેલા ઉપગ્રહની ગતિ નક્કી કરો. આકૃતિ 6870 જુઓ
ઉકેલ
કૃત્રિમ ઉપગ્રહો પૃથ્વી તેની ઉપર પ્રસરેલા આકર્ષણના બળને કારણે પૃથ્વીની આસપાસ ભ્રમણકક્ષામાં રાખવામાં આવે છે. ગુરુત્વાકર્ષણના સાર્વત્રિક કાયદા અને ન્યુટનના બીજા કાયદાની મદદથી ઉપગ્રહની ગતિ નક્કી કરી શકાય છે. આકૃતિ 13 જુઓ.
નિષ્કર્ષ
દરેક ભૌતિક સૂક્ષ્મ તત્વો બંનેના સમૂહના ઉત્પાદનના પ્રમાણસર પ્રમાણસર અને અંતરના ચોરસના પ્રમાણમાં પ્રમાણસર પ્રમાણસર તેમને અન્ય ભૌતિક કણોને આકર્ષિત કરે છે.
બે સંસ્થાઓ વચ્ચેનું ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા હંમેશાં દિશા અને મોડ્યુલસમાં સમાન બળોની જોડી તરીકે પોતાને પ્રગટ કરે છે, પરંતુ વિરુદ્ધ દિશામાં.
ન્યુટનનો સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો અમને તે બળ નક્કી કરવા દે છે કે જેના દ્વારા સમૂહ સાથેના બે પદાર્થો આકર્ષિત થાય છે, તે જાણીને કે બે જનતા વચ્ચે આકર્ષણનું બળ જનતાના ઉત્પાદન માટે સીધા પ્રમાણમાં હોય છે અને અંતરના ચોરસના વિપરિત પ્રમાણસર હોય છે જે તેમને અલગ કરે છે. .