Nkag siab txoj cai lij choj ntawm Universal Gravitation
Ua tsaug rau cov kev tshawb fawb ntawm cov kws tshawb fawb, nws tau muaj peev xwm nkag siab txog qhov tshwm sim ntawm xwm, thiab ua rau kev thev naus laus zis tau ntau xyoo dhau los. Newton, raws Galileo cov kev tshawb fawb txog cov cai tswj kev txav ntawm cov projectiles ntawm lub ntiaj teb, thiab Kepler txoj kev tshawb fawb txog cov cai ntawm kev txav chaw ntawm cov hnub qub hauv lub nruab hnub, xaus lus tias lub zog tsim nyog kom muaj lub ntiaj teb nyob rau hauv ib txoj kab nyob ntawm cov huab hwm coj thiab cov sib cais deb. Txoj cai ntawm kev txhim kho dav hlau thoob ntiaj teb, luam tawm xyoo 1687 los ntawm Isaac Newton, tso cai rau peb los txiav txim siab lub zog uas ob yam khoom nrog huab hwm coj tau nyiam, yog qhov muaj txiaj ntsig zoo nyob rau hauv kev kawm txog ntawm orbits ntawm comets, kev tshawb pom ntawm lwm lub ntiaj teb, kev nthwv dej, txav ntawm kev xa xov xwm, ntawm lwm yam tshwm sim.
Cov Ntsiab Lus Yuav Nkag Siab kom nkag siab txog "Txoj Cai Kev Ywj Puag Ntawm Ntiaj Teb"
Peb thov caw koj saib cov kab lus Newton-Laws-yooj yim-rau-nkag siab
Lub zog Centripetal:
Yuam kom muab lub xov tooj ntawm tes rub tau nws txoj kev ua kom nws piav qhia kev sib luag. Lub zog centripetal ua rau lub cev ncaj qha rau lub chaw nruab nrab ntawm txoj kev ncig. Lub cev muaj kev paub txog centripetal kev nrawm txij li qhov nrawm, ntawm qhov hloov pauv hloov, hloov kev coj ua thaum nws txav. Saib duab 1.
Centripetal quab yuam tuaj yeem suav nrog siv Newton txoj cai thib ob [1], qhov twg centripetal acceleration tuaj yeem raug qhia raws li txoj haujlwm ntawm angular tshaj tawm, kab nrawm, lossis raws li kev ua haujlwm ntawm lub sijhawm ntawm lub cev hauv cov lus tsaig. Saib daim duab 2.
[adinserter lub npe = ”Thaiv 1 ″]
Kepler tus Raws Cai
Tus kws saib hnub qub Johannes Kepler tau piav qhia txog kev txav lub hnub qub ntawm lub hnub ci, los ntawm peb txoj cai: txoj cai ntawm chaw mus los, thaj chaw thiab ntu. [ob].
Kepler txoj cai lij choj thawj zaug, lossis txoj cai ntawm orbits:
Tag nrho cov ntiaj teb nyob rau hauv lub hnub ci puag ncig lub hnub nyob rau hauv ib qho kev khiav tawm. Lub hnub yog nyob rau hauv ib qho ntawm ob qhov foci ntawm lub ellipse. Saib daim duab 3.
Kepler txoj cai thib ob, lossis txoj cai ntawm thaj chaw:
Lub vojvoog uas koom nrog lub ntiaj chaw rau lub hnub piav qhia thaj chaw sib npaug hauv vaj huam sib luag. Txoj kev xav (txoj kev xav) txoj kab uas mus ntawm lub hnub mus rau lub ntiaj chaw, cheb cov cheeb tsam sib npaug hauv lub sijhawm sib luag; ntawd yog, tus nqi uas cheeb tsam hloov pauv hloov tas mus li. Saib daim duab 4.
Kepler txoj cai thib peb, lossis txoj cai ib ntus:
Rau txhua lub ntiaj teb, qhov kev sib raug zoo ntawm lub voos xwm fab ntawm lub vojvoog ntawm lub voos thiab cov xwm txheej ntawm nws lub sijhawm yog qhov xwm yeem. Qhov loj ntawm lub ellipse cubed thiab muab faib los ntawm lub sijhawm (sijhawm ua kom muaj kev hloov pauv kom tiav), yog tib qhov sib txawv rau lub ntiaj teb sib txawv. Lub zog lub zog ntawm lub ntiaj teb txo qis dua li qhov ntxeev ntawm nws nrug deb ntawm lub hnub. Saib daim duab 5.
Txoj cai ntawm kev sib sau hauv ntiaj teb Gravitation
Txoj cai ntawm kev txhim kho nyob hauv ntiaj teb, luam tawm xyoo 1687 los ntawm Isaac Newton, tso cai rau peb los txiav txim siab qhov kev quab yuam nrog qhov twg ob yam khoom nrog huab hwm coj tau nyiam. Newton xaus lus tias:
- Lub cev raug nyiam los ntawm qhov tseeb ntawm kev muaj ntau.
- Lub zog ntawm kev nyiam ntawm lub cev tsuas yog pom thaum muaj tsawg kawg ib ntawm lub cev sib txuam yog qhov loj heev, zoo li lub ntiaj chaw.
- Muaj kev sib cuam tshuam ntawm qhov deb, yog li ntawd, nws tsis tsim nyog rau lub cev yuav tsum sib cuag rau lub zog txaus nyiam los ua.
- Kev sib tsoo ntawm ob lub cev ib txwm ua rau nws tus kheej ua ib khub ntawm cov sib luag ntawm kev coj ua thiab qauv, tab sis rov qab sib txawv.
Nqe lus ntawm Txoj Cai ntawm Kev Sib Thoob Ntiaj Teb
Lub zog ntawm qhov sib nyiam ntawm ob pawg yog ncaj qha ncaj qha rau cov khoom lag luam ntawm qhov nruab nrab thiab rov qab sib npaug rau cov xwm txheej ntawm qhov kev ncua deb uas cais lawv. Lub zog quab yuam muaj qhov kev taw qhia uas mus nrog cov kab uas koom nrog lawv [3]. Saib duab 6.
Qhov tsis tu ncua ntawm kev sib npaug G ntawm qhov ntau thiab tsawg tau paub tias yog tus ntug tas li ntawm kev sib tsoo. Hauv qhov system thoob ntiaj teb nws yog sib npaug rau:
Kev Ua Tawm 1. Txheeb xyuas lub zog uas lub cev hauv daim duab 7 nyiam nyob hauv lub tshuab nqus tsev.
Tshuaj
Hauv daim duab 8 muaj ob lub cev nrog cov pawg m1 = 1000 kg thiab m2 = 80 kg, sib nrug deb li 2m deb. Ua raws li txoj cai lij choj thoob ntiaj teb, kev quab yuam txoj kev nyiam ntawm lawv tuaj yeem txiav txim siab, raws li qhia hauv daim duab 8.
Txiav Txoj Cai Ntawm Huab Tais Kev Ua Ntiaj Teb
Pib los ntawm Kepler txoj cai thib peb uas cuam tshuam txog lub vojvoog mus rau lub sijhawm ntawm ib lub ntiaj chaw orbiting, qhov kev ua si centripetal nrawm dhau los ntawm lub ntiaj teb yog qhov tsis ncaj ncaj rau cov xwm txheej ntawm lub vojvoog ntawm nws lub orbit. Txhawm rau kom pom qhov centripetal quab yuam ua lub ntiaj teb, Newton txoj cai thib ob [] tau siv, xav txog centripetal kev ua kom nrawm nrawm nws dhau los, qhia raws li txoj haujlwm ntawm lub sijhawm. Saib duab 9.
Tus nqi ntawm txhua qhov ntawm kev sib tsoo ntawm kev txiav txim siab tau txiav txim siab los ntawm Henry Cavendish ntau xyoo tom qab Newton txoj cai ntawm kev nqus. Qhov tsis tu ncua G yog suav tias "universal" vim nws cov nqi yog qhov zoo ib yam hauv ib feem ntawm qhov paub ntawm ntug, thiab nws yog qhov ywj pheej ntawm ib puag ncig uas cov khoom nrhiav pom.
Kev Ua Zog 2. Kev txiav txim siab qhov ntau ntawm lub ntiaj teb Lub Ntiaj Teb, paub tias qhov hluav taws xob yog 6380 km
Tshuaj
Lub cev nyob rau saum npoo ntawm lub ntiaj teb tau nyiam rau nws qhov chaw, lub zog no hu ua qhov hnyav ntawm lub cev (lub zog uas lub ntiaj teb nyiam nws). Ntawm qhov tod tes, Newton txoj cai thib ob tuaj yeem siv los qhia txog qhov hnyav ntawm lub cev raws li txoj haujlwm ntawm lub ntiajteb txawj nqus, yog li cov huab hwm coj ntawm lub ntiaj teb tuaj yeem tau txais, paub txog nws qhov dav. Saib duab 11.
Kev siv cov kev cai ntawm kev nyab xeeb sib tsoo thoob ntiaj teb
Kev cai lij choj ntawm txoj cai sib tsoo hauv ntiaj teb no muaj txiaj ntsig zoo los piav txog lub ntiaj teb ntawm lub hnub qub, nrhiav pom lwm lub ntiaj teb, nthwv dej, txav mus los ntawm lub hnub qub, ntawm lwm yam tshwm sim.
Newton cov cai tau ua tiav raws, thaum pom tias qee lub hnub qub tsis ua raws li nws, nws yog vim lwm lub hnub qub tsis pom kev cuam tshuam kev txav, yog li cov neeg hauv ntiaj teb tau tshawb pom los ntawm kev puas ntsoog uas lawv tsim nyob rau hauv lub orbits ntawm paub ntiaj teb.
Satellites:
Ib lub hnub qub yog ib yam khoom uas ncig ncig lwm lub zog uas muaj qhov loj dua thiab sib sau sib sau, piv txwv li, koj muaj lub hli, lub hnub qub ua ntiaj chaw ntiaj teb. Lub xaj hluav taws xob paub txog ib qho kev ua nrawm nrawm vim tias nws tau raug lub zog ntxim nyiam hauv thaj chaw sib tsoo.
Kev ua qoj ib ce 3. Txheeb xyuas qhov nrawm ntawm lub satellite xa mus rau lub ntiaj teb ntawm 6870 km ntawm qhov nruab nrab ntawm lub ntiaj teb. Saib duab 12
Tshuaj
Lub ntiaj teb cov hnub qub khaws cia nyob rau hauv ib ncig ntawm lub ntiaj teb vim muaj lub zog xav tias lub ntiaj teb rub tawm ntawm nws. Kev siv txoj cai lij choj thoob plaws ntiaj teb kev sib tsoo thiab Newton txoj cai thib ob, kev ceev ntawm lub hnub qub tuaj yeem txiav txim siab. Saib duab 13.
SIB THAM
Txhua cov khoom siv particle attracts lwm yam khoom tawg yooj yim nrog lub zog ncaj qha sib npaug rau cov khoom lag luam ntawm ob qho tib si thiab inversely proportional rau lub xwmfab ntawm qhov deb uas cais lawv.
Kev sib tsoo ntawm ob lub cev ib txwm ua rau nws tus kheej ua ib khub ntawm cov sib luag ntawm kev coj ua thiab qauv, tab sis rov qab sib txawv.
Newton txoj cai ntawm kev dav dav pub peb txiav txim siab qhov quab yuam uas ob yam khoom nrog huab hwm coj sib, paub txog tias lub zog ntawm kev nyiam ntawm ob pawg yog ncaj qha sib npaug rau cov khoom lag luam ntawm cov pawg thiab inversely proportional rau cov square ntawm qhov deb uas cais lawv.