Հասկանալով Համընդհանուր ձգողականության օրենքը

Գիտնականների ուսումնասիրությունների շնորհիվ հնարավոր է եղել հասկանալ բնության երևույթները և տարիների ընթացքում կատարել տեխնոլոգիական առաջընթաց: Նյուտոնը, հիմնվելով Գալիլեոյի ՝ Երկրի վրա արկերի շարժումը կարգավորող օրենքների և Կեպլերի արեգակնային համակարգում մոլորակների շարժման օրենքների ուսումնասիրությունների վրա, եզրակացնում է, որ մոլորակը ուղեծրում պահելու համար անհրաժեշտ ուժը կախված է զանգվածներից և տարանջատման հեռավորությունը: Համընդհանուր ձգողության օրենքը, որը 1687 թվականին լույս է տեսել Իսահակ Նյուտոնի կողմից, թույլ է տալիս մեզ որոշել այն ուժը, որով գրավում են զանգվածով երկու առարկաներ ՝ շատ օգտակար լինելով գիսաստղերի ուղեծրերի ուսումնասիրության, այլ մոլորակների հայտնաբերման, մակընթացությունների, արբանյակների տեղաշարժը, ի թիվս այլ երեւույթների:

Հիմնական հասկացությունները «Համընդհանուր ձգողականության օրենքը» հասկանալու համար

Հրավիրում ենք ձեզ տեսնել հոդվածը Newton-Laws- ը հասկանալի է

Կենտրոնամետ ուժ:

Ուժ, որը ստիպում է բջջայինին թեքել իր հետագիծը ՝ այն նկարագրելով շրջանաձեւ շարժում: Կենտրոնախույս ուժը գործում է շրջանաձեւ ուղու կենտրոնին ուղղված մարմնի վրա: Մարմինը կենտրոնախույս արագացում է ապրում, քանի որ արագությունը ՝ հաստատուն մոդուլի, շարժման ընթացքում փոխում է ուղղությունը: Տե՛ս նկար 1-ը:

Կենտրոնամետ ուժը կարող է հաշվարկվել ՝ օգտագործելով Նյուտոնի երկրորդ օրենքը [1], երբ կենտրոնաձիգ արագացումը կարող է արտահայտվել որպես անկյունային արագության, գծային արագության կամ շրջանաձեւ շարժման մեջ գտնվող մարմնի ժամանակահատվածի ֆունկցիա: Տե՛ս նկար 2:

[adinserter name = ”Block 1]

Կեպլերի օրենքները

Աստղագետ Յոհաննես Կեպլերը բացատրեց Արեգակնային համակարգի մոլորակների շարժումը երեք օրենքների միջոցով. Ուղեծրերի, տարածքների և ժամանակաշրջանների օրենք: [երկու]

Կեպլերի առաջին օրենքը կամ ուղեծրերի օրենքը.

Արեգակնային համակարգի բոլոր մոլորակները պտտվում են արեգակի շուրջը էլիպսաձեւ ուղեծրով: Արեգակը գտնվում է էլիպսի երկու օջախներից մեկում: Տե՛ս նկար 3:

Կեպլերի երկրորդ օրենքը կամ տարածքների օրենքը.

Շառավիղը, որը մի մոլորակ է միացնում արեգակին, հավասար ժամանակներում նկարագրում է հավասար տարածքներ: (Երեւակայական) գիծը, որն արևից մոլորակ է անցնում, հավասար ժամանակներում հավասար տարածքներ է մաքրում. այսինքն ՝ տարածքի փոփոխության տեմպը հաստատուն է: Տե՛ս նկար 4-ը:

Կեպլերի երրորդ օրենքը կամ ժամանակաշրջանների օրենքը.

Բոլոր մոլորակների համար ուղեծրի շառավղի խորանարդի և դրա շրջանի քառակուսի միջև կապը հաստատուն է: Էլիպսի հիմնական առանցքը խորանարդված և բաժանված ժամանակահատվածով (ամբողջական հեղափոխություն կատարելու ժամանակը), տարբեր մոլորակների համար նույն հաստատունն է: Մոլորակի կինետիկ էներգիան նվազում է, քանի որ դրա հեռավորությունն արևից հակառակ է: Տե՛ս նկար 5:

Համընդհանուր ձգողականության օրենք

Համընդհանուր ձգողության օրենքը, որը 1687 թվականին լույս է տեսել Իսահակ Նյուտոնի կողմից, թույլ է տալիս մեզ որոշել այն ուժը, որով ներգրավվում են զանգվածով երկու առարկաներ: Նյուտոնը եզրակացրեց, որ.

• Մարմիններին գրավում է զուտ զանգված ունենալու փաստը:
• Մարմինների միջեւ ներգրավման ուժը նկատելի է միայն այն դեպքում, երբ փոխազդող մարմիններից գոնե մեկը չափազանց մեծ է ՝ մոլորակի նման:
• Հեռավորության վրա կա փոխազդեցություն, ուստի անհրաժեշտ չէ, որ մարմինները շփման մեջ լինեն, որպեսզի գրավիչ ուժը գործի:
• Երկու մարմինների ձգողական փոխազդեցությունը միշտ արտահայտվում է որպես զույգ ուժ, որը հավասար է ուղղությամբ և մոդուլով, բայց հակառակ ուղղությամբ:

Համընդհանուր ձգողականության օրենքի հայտարարություն

Երկու զանգվածների միջեւ ներգրավման ուժը ուղիղ համեմատական ​​է զանգվածների արտադրյալին և հակադարձ համեմատական ​​է նրանց բաժանող հեռավորության քառակուսիին: Ներգրավման ուժն ունի ուղղություն, որը համընկնում է իրենց միացող գծի հետ [3]: Տե՛ս նկար 6:

Մեծությունների միջեւ համաչափության հաստատուն G- ն հայտնի է որպես ձգողականության համընդհանուր հաստատուն: Միջազգային համակարգում դա համարժեք է.

Վարժություն 1. Որոշեք այն ուժը, որով վակուումում ներգրավվում են նկար 7-ում պատկերված մարմինները:

Լուծում

Նկար 8-ում կա երկու մարմին `m1 = 1000 կգ և մ 2 = 80 կգ զանգվածով, որոնք բաժանված են 2 մ հեռավորության վրա: Կիրառելով ձգողականության համընդհանուր օրենքը, նրանց միջև կարող է որոշվել ներգրավման ուժը, ինչպես ցույց է տրված նկար 8-ում:

Համընդհանուր ձգողականության օրենքի իջեցում

Սկսած Կեպլերի երրորդ օրենքից, որը շառավիղը կապում է պտտվող մոլորակի ժամանակաշրջանի հետ, մոլորակի փորձած կենտրոնաձիգ արագացումը հակադարձ համեմատական ​​է իր ուղեծրի շառավղի քառակուսիին: Երկրագնդի վրա գործող կենտրոնաձիգ ուժը գտնելու համար օգտագործվում է Նյուտոնի երկրորդ օրենքը [] ՝ հաշվի առնելով նրա փորձած կենտրոնաձիգ արագացումը ՝ արտահայտված որպես ժամանակահատվածի ֆունկցիա: Տե՛ս նկար 9:

Ձգողականության համընդհանուր կայունության արժեքը որոշեց Հենրի Քավենդիշը ՝ Նյուտոնի ձգողականության օրենքի հաստատումից շատ տարիներ անց: Գ – ն հաստատունը համարվում է «ունիվերսալ», քանի որ դրա արժեքը հայտնի տիեզերքի ցանկացած վայրում նույնն է և անկախ է այն միջավայրից, որտեղ գտնվում են օբյեկտները:

Վարժություն 2. Որոշեք Երկիր մոլորակի զանգվածը ՝ իմանալով, որ շառավիղը 6380 կմ է

Լուծում

Երկրի մակերեսին տեղակայված մարմինները ձգվում են դեպի նրա կենտրոնը, այս ուժը հայտնի է որպես մարմնի քաշ (ուժ, որով երկիրը գրավում է նրան): Մյուս կողմից, Նյուտոնի երկրորդ օրենքը կարող է կիրառվել մարմնի ծանրությունն արտահայտելով որպես ծանրության ֆունկցիա, այդպիսով կարելի է ստանալ Երկրի զանգվածը, որը հայտնի է նրա շառավղով: Տե՛ս նկար 11:

Համընդհանուր ձգողականության օրենքի կիրառում

Համընդհանուր ձգողականության օրենքը օգտակար է գովազդների ուղեծիրը, այլ մոլորակների հայտնաբերումը, ալիքները, արբանյակների շարժումը և այլ երեւույթներ:

Նյուտոնի օրենքները ճշգրտորեն կատարվում են, երբ նկատվում է, որ ինչ-որ աստղ չի համապատասխանում դրան, դա այն պատճառով է, որ ինչ-որ այլ ոչ տեսանելի աստղ խանգարում է շարժմանը, ուստի մոլորակների գոյությունը հայտնաբերվել է այն խանգարումից, որը նրանք առաջացնում են հայտնի մոլորակները:

Արբանյակներ:

Արբանյակը օբյեկտ է, որը պտտվում է ավելի մեծ գրավիտացիոն դաշտ ունեցող մեկ այլ ավելի մեծ օբյեկտի շուրջ, օրինակ ՝ դուք ունեք Լուսին ՝ Երկիր մոլորակի բնական արբանյակը: Արբանյակը կենտրոնախույս արագացում է ապրում, քանի որ գրավիտացիոն դաշտում ենթարկվում է գրավիչ ուժի:

Վարժություն 3. Որոշեք երկրի կենտրոնում 6870 կմ հեռավորության վրա պտտվող արբանյակի արագությունը: Տե՛ս նկար 12-ը

Լուծում

Արհեստական ​​արբանյակները պահվում են Երկրի շուրջ ուղեծրով ՝ Երկրի վրա իր վրա ձգող ուժի շնորհիվ: Օգտագործելով ձգողականության համընդհանուր օրենքը և Նյուտոնի երկրորդ օրենքը ՝ կարելի է որոշել արբանյակի արագությունը: Տե՛ս նկար 13-ը:

ԵԶՐԱՓԱԿԻՉՆԵՐԸ

Յուրաքանչյուր նյութական մասնիկ ներգրավում է ցանկացած այլ նյութական մասնիկ `ուժի հետ անմիջական համամասնությամբ և դրանց բաժանող հեռավորության քառակուսիին հակադարձ համեմատական ​​ուժով:

Երկու մարմինների ձգողական փոխազդեցությունը միշտ արտահայտվում է որպես զույգ ուժ, որը հավասար է ուղղությամբ և մոդուլով, բայց հակառակ ուղղությամբ:

Նյուտոնի համընդհանուր ձգողության օրենքը թույլ է տալիս մեզ որոշել այն ուժը, որով զանգվածով երկու առարկաներ ձգում են միմյանց, իմանալով, որ երկու զանգվածների ներգրավման ուժը ուղիղ համեմատական ​​է զանգվածների արտադրանքին և հակադարձ համեմատական ​​է բաժանվող հեռավորության քառակուսիին: նրանց

REFERENCIAS

[1] [2] [3]