Бүх нийтийн таталцлын хуулийн тухай ойлголт
Эрдэмтдийн судалсны ачаар олон жилийн туршид байгалийн үзэгдлийг ойлгож, технологийн дэвшлийг бий болгох боломжтой болжээ. Ньютон Галилейгийн дэлхий дээрх сумны хөдөлгөөнийг зохицуулах хууль тогтоомж, Кеплерийн нарны аймгийн гаригуудын хөдөлгөөний хуулиудыг судалсны үндсэн дээр гаригийг тойрог замд байлгахад шаардагдах хүч нь масс ба оршихуйгаас хамаарна гэж дүгнэжээ. тусгаарлах зай. 1687 онд Исаак Ньютоны нийтэлсэн дэлхийн таталцлын хууль нь сүүлт одны тойрог замыг судлах, бусад гаригууд, далайн түрлэг, цөмийг нээхэд маш их ач холбогдолтой масстай хоёр биетийг татах хүчийг тодорхойлох боломжийг бидэнд олгодог. хиймэл дагуулын хөдөлгөөн, бусад үзэгдлүүдийн дунд.
"Бүх нийтийн таталцлын хууль" -ийг ойлгох үндсэн ойлголтууд
Та нийтлэлийг үзэхийг урьж байна Ньютон-хуулиудыг ойлгоход хялбар
Төвд хүч:
Хөдөлгөөнийг траектороо нугалахад хүргэсэн хүчийг дугуй хөдөлгөөнийг дүрсэлнэ. Төвөөс зугтах хүч нь тойрог замын төв рүү чиглэсэн биенд үйлчилдэг. Тогтмол модулийн хурд хөдөлж байхдаа чиглэлээ өөрчилдөг тул бие нь төвөөс зугтах хурдасгалыг мэдэрдэг. Зураг 1-ийг үзнэ үү.
Төвөөс зугтах хүчийг Ньютоны хоёрдугаар хуулийг ашиглан тооцож болно [1], энд төвлөрсөн хурдатгал нь өнцгийн хурд, шугаман хурд эсвэл биеийн тойрог хөдөлгөөний хугацааны функцээр илэрхийлэгдэнэ. Зураг 2-ыг үзнэ үү.
[adinserter name = ”Блок 1 ″]
Кеплерийн хууль
Одон орон судлаач Иоханнес Кеплер нарны аймгийн гаригуудын хөдөлгөөнийг тойрог зам, талбай, хугацааны хууль гэсэн гурван хуулиар тайлбарлав. [хоёр].
Кеплерийн анхны хууль буюу тойрог замын тухай хууль:
нарны аймгийн бүх гаригууд эллипс тойрог замаар нарыг тойрон эргэдэг. Нар нь эллипсийн хоёр голомтын аль нэгэнд байдаг. 3-р зургийг үзнэ үү.
Кеплерийн хоёр дахь хууль буюу талбайн хууль:
Нартай нэг гарагийг холбодог радиус нь ижил талбайг ижил хугацаанд тодорхойлдог. Нарнаас гараг руу шилжих (төсөөллийн) шугам нь ижил талбайг ижил хугацаанд шүүрддэг; өөрөөр хэлбэл тухайн талбай өөрчлөгдөх хурд тогтмол байна. Зураг 4-ийг үзнэ үү.
Кеплерийн гуравдахь хууль буюу үечилсэн хууль:
Бүх гаригуудын хувьд тойрог замын радиусын куб ба түүний хугацааны квадрат хоорондын хамаарал тогтмол байдаг. Эллипсийн гол тэнхлэгийг шоо дөрвөлжин хувааж (бүтэн хувьсгал хийх цаг хугацаа) хуваавал өөр гаригуудын хувьд ижил тогтмол байдаг. Гаригийн кинетик энерги нь нарнаас зайны урвуу хамааралтайгаар буурдаг. 5-р зургийг үзнэ үү.
Бүх нийтийн таталцлын тухай хууль
1687 онд Исаак Ньютоны нийтэлсэн дэлхийн таталцлын хууль нь масстай хоёр объектыг татах хүчийг тодорхойлох боломжийг бидэнд олгодог. Ньютон:
- Масстай байх нь зөвхөн бие махбодийг татдаг.
- Бие махбодийн хоорондох таталцлын хүч нь харилцан үйлчлэлцэж буй биений ядаж нэг нь гариг шиг асар том байх үед л мэдэгдэх болно.
- Хол зайд харилцан үйлчлэл байдаг тул сонирхол татахуйц хүчийг ажиллуулахын тулд биетүүд холбоо барих шаардлагагүй болно.
- Хоёр биений таталцлын харилцан үйлчлэл нь үргэлж чиглэл, модулийн хувьд тэнцүү, харин эсрэг чиглэлд хос хүч хэлбэрээр илэрдэг.
Бүх нийтийн таталцлын хуулийн мэдэгдэл
Хоёр массын таталцлын хүч нь массын үржвэртэй шууд пропорциональ бөгөөд тэдгээрийг тусгаарласан зайны квадраттай урвуу харьцаатай байна. Таталцлын хүч нь тэдгээрийг холбосон шугамтай давхцах чиглэлтэй байдаг [3]. Зураг 6-г үзнэ үү.
Хэмжигдэхүүний хоорондох пропорциональ G тогтмолыг бүх нийтийн таталцлын тогтмол гэж нэрлэдэг. Олон улсын системд энэ нь дараахьтай тэнцүү байна.
Дасгал 1. 7-р зураг дээрх биеийг вакуумд татах хүчийг тодорхойл.
Шийдэл
8-р зураг дээр 1 метрийн зайтай тусгаарлагдсан масстай m1000 = 2 кг ба m80 = 2 кг хоёр бие байна. Бүх нийтийн таталцлын хуулийг ашигласнаар тэдгээрийн хоорондох татах хүчийг 8-р зурагт үзүүлсний дагуу тодорхойлж болно.
Бүх нийтийн таталцлын хуулийг хасах
Кеплерийн тойрог замын гаригийн радиустай холбоотой гуравдахь хуулиас эхлэн гариг дээр мэдрэгддэг төвөөс зугтах хурдатгал нь түүний тойрог замын радиусын квадраттай урвуу хамааралтай байдаг. Гараг дээр үйлчилдэг төвөөс зугтах хүчийг олохын тулд тухайн үеийн функцээр илэрхийлсэн төвлөрсөн хурдатгалыг харгалзан Ньютоны хоёр дахь хуулийг [] ашиглана. Зураг 9-ийг үзнэ үү.
Бүх нийтийн таталцлын тогтмол байдлын үнэ цэнийг Ньютоны таталцлын хууль тогтоосноос хойш олон жилийн дараа Генри Кавендиш тодорхойлов. Тогтмол G нь "бүх нийтийн" гэж тооцогддог тул мэдэгдэж буй ертөнцийн аль ч хэсэгт үнэ цэнэ нь ижил байдаг бөгөөд энэ нь обьектууд байгаа орчноос хамааралгүй юм.
Дасгал 2. Радиус нь 6380 км гэдгийг мэдээд дэлхийн гаригийн массыг тодорхойл
Шийдэл
Дэлхийн гадаргуу дээр байрлах бие махбодь нь түүний төв рүү татагддаг бөгөөд энэ хүчийг биеийн жин гэж нэрлэдэг (Дэлхийг татдаг хүч). Нөгөө талаар Ньютоны хоёр дахь хуулийг биеийн жинг таталцлын функцээр илэрхийлэх замаар хэрэгжүүлж болох бөгөөд ингэснээр дэлхийн радиусыг мэддэг дэлхийн массыг олж авах боломжтой юм. Зураг 11-ийг үзнэ үү.
Бүх нийтийн таталцлын хуулийг хэрэгжүүлэх
Бүх дэлхийн таталцлын хууль нь сүүлт одны тойрог зам, бусад гаригийг нээх, далайн давалгаа, хиймэл дагуулын хөдөлгөөн зэрэг бусад үзэгдлүүдийг тайлбарлахад ач холбогдолтой юм.
Ньютоны хуулиудыг яг зарим нэг одод дагаж мөрдөхгүй байгаа нь ажиглагдаж байхад зарим нь үл үзэгдэх бусад одууд хөдөлгөөнийг үймүүлдэг тул эдгээр гаригууд нь мэдэгдэж байсан гаригуудын тойрог замд үүссэн үймээн самуунаас болж оршин тогтнодог болохыг олж тогтоов.
Хиймэл дагуулууд:
Хиймэл дагуул гэдэг нь таталцлын хүч нь илүү том өөр нэг том биетийн эргэн тойронд эргэлддэг объект юм, жишээлбэл танд дэлхийн гаригийн байгалийн хиймэл дагуул болох сар байна. Хиймэл дагуул нь таталцлын орон дахь таталцлын хүчээр үйлчлэх тул төвлөрсөн хурдатгалыг мэдэрдэг.
Дасгал 3. Дэлхийн төвөөс 6870 км зайд дэлхийг тойрон эргэх хиймэл дагуулын хурдыг тодорхойл. 12-р зургийг үзнэ үү
Шийдэл
Хиймэл дагуулуудыг дэлхийн тойрог замд байлгадаг бөгөөд энэ нь дэлхийн таталцлын хүчнээс шалтгаалдаг. Бүх нийтийн таталцлын хууль, Ньютоны хоёрдугаар хуулийг ашиглан хиймэл дагуулын хурдыг тодорхойлж болно. 13-р зургийг үзнэ үү.
Дүгнэлт
Материаллаг бөөмс бүр бусад аливаа материаллаг бөөмийг хоёуланг нь хоёуланг нь агуулсан массын үржвэртэй шууд пропорциональ хүчээр татдаг бөгөөд тэдгээрийг тусгаарласан зайны квадраттай урвуу хамааралтай болгодог.
Хоёр биений таталцлын харилцан үйлчлэл нь үргэлж чиглэл, модулийн хувьд тэнцүү, харин эсрэг чиглэлд хос хүч хэлбэрээр илэрдэг.
Ньютоны бүх нийтийн таталцлын хууль нь масстай хоёр биетийн бие биенээ татах хүчийг тодорхойлох боломжийг олгодог бөгөөд хоёр массын таталцлын хүч нь массын үржвэртэй шууд пропорциональ бөгөөд тусгаарласан зайны квадраттай урвуу харьцаатай болохыг мэддэг. тэд.