युनिव्हर्सल ग्रॅव्हिटेशनचा कायदा समजून घेणे
शास्त्रज्ञांच्या अभ्यासाबद्दल धन्यवाद, निसर्गाची घटना समजून घेणे आणि वर्षानुवर्षे तांत्रिक प्रगती करणे शक्य झाले आहे. गॅलिलिओ यांनी पृथ्वीवरील प्रोजेक्टिल्सची गती नियंत्रित करणारे कायदे आणि सौर मंडळाच्या ग्रहांच्या गती नियमांच्या अभ्यासिकेवर आधारित न्यूटन यांनी असा निष्कर्ष काढला आहे की एखाद्या ग्रहात कक्षा ठेवण्यासाठी आवश्यक असणारी शक्ती जनतेवर अवलंबून असते आणि वेगळे अंतर १ Isa1687 मध्ये आयझॅक न्यूटन यांनी प्रकाशित केलेल्या सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षणाचा नियम आपल्याला धूमकेतूंच्या कक्षा, इतर ग्रहांचा शोध, लाटा, यांचा अभ्यास या अभ्यासात अतिशय उपयुक्त ठरल्यामुळे वस्तुमान असलेल्या दोन वस्तू आकर्षित करतात याची शक्ती आम्हाला निश्चित करण्यास अनुमती देते. इतर घटनांबरोबरच उपग्रहांची हालचाल.
"युनिव्हर्सल ग्रॅव्हिटेशनचा कायदा" समजण्यासाठी मूलभूत संकल्पना
आम्ही लेख पाहण्यासाठी आमंत्रित करतो न्यूटन-कायदे-समजण्यास-सुलभ
केंद्रशासित बल:
मोबाईलला एक वर्तुळाकार गतीचे वर्णन करून त्याची दिशा बळकविण्यासाठी सक्ती करते. केंद्रीपेशीय शक्ती परिपत्रक मार्गाच्या मध्य दिशेने निर्देशित शरीरावर कार्य करते. सतत मोड्युलसच्या वेगापासून शरीराला केंद्रीत प्रवेग आढळतो, हालचाल करतांना दिशा बदलते. आकृती 1 पहा.
न्यूटॉनच्या दुसर्‍या कायद्याचा वापर करून सेंट्रीपेटल शक्तीची गणना केली जाऊ शकते [1], जेथे मध्यवर्ती प्रवेग कोनात्मक गती, रेषेचा वेग किंवा वर्तुळाकार हालचालीतील शरीराच्या कालावधीचे कार्य म्हणून व्यक्त केले जाऊ शकते. आकृती 2 पहा.
[अ‍ॅडेंस्टर नाव = "ब्लॉक 1 ″]
केप्लरचे कायदे
खगोलशास्त्रज्ञ जोहान्स केप्लर यांनी सौर मंडळाच्या ग्रहांच्या हालचालींचे वर्णन तीन नियमांच्या माध्यमातून केले: कक्षा, क्षेत्र आणि कालखंडांचा कायदा. [दोन].
केपलरचा पहिला कायदा किंवा कक्षाचा कायदा:
सौर यंत्रणेतील सर्व ग्रह लंबवर्तुळाकार कक्षात सूर्याभोवती फिरतात. अंडाकृतीच्या दोन केंद्रांपैकी एकात सूर्य आहे. आकृती 3 पहा.
केपलरचा दुसरा कायदा किंवा क्षेत्रांचा कायदा:
सूर्यामध्ये एखाद्या ग्रहात सामील होणारी त्रिज्या समान भागात समान क्षेत्राचे वर्णन करते. सूर्यापासून एखाद्या ग्रहापर्यंत जाणा The्या (काल्पनिक) ओळीत समान भागात समान भागात झाडून टाकली जाते; म्हणजेच क्षेत्र बदलते त्या दरापेक्षा स्थिर आहे. आकृती 4 पहा.
केपलरचा तिसरा कायदा किंवा पूर्णविराम कायदा:
सर्व ग्रहांसाठी कक्षाच्या त्रिज्याच्या घन आणि त्याच्या कालखंडातील चौरस यांच्यातील संबंध स्थिर असतात. लंबवर्तुळाकार मुख्य अक्ष आणि कालखंडानुसार विभाजित (संपूर्ण क्रांती करण्याची वेळ) भिन्न ग्रहांसाठी समान स्थिर आहे. सूर्यापासून त्याच्या अंतराच्या अंतराच्या रूपात एखाद्या ग्रहाची गतीशील ऊर्जा कमी होते. आकृती 5 पहा.
सार्वत्रिक गुरुत्व कायदा
आयझॅक न्यूटन यांनी १1687 by मध्ये प्रकाशित केलेल्या सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षणाचा नियम आम्हाला वस्तुमान असलेल्या दोन वस्तूंचे आकर्षण असलेल्या शक्तीचे निर्धारण करण्यास अनुमती देतो. न्यूटनने असा निष्कर्ष काढला कीः
- केवळ वस्तुमान असण्याच्या वस्तुस्थितीमुळे शरीरे आकर्षित होतात.
- जेव्हा परस्परसंवादी संस्थांपैकी कमीतकमी एखादी ग्रह एखाद्या ग्रहाप्रमाणे मोठ्या प्रमाणात असते तेव्हाच त्यातील आकर्षण करण्याचे सामर्थ्य लक्षात येते.
- अंतरावर एक संवादाचा संबंध आहे, म्हणूनच आकर्षक शक्तींनी कार्य करण्यासाठी शरीर संपर्कात असणे आवश्यक नाही.
- दोन शरीरांमधील गुरुत्वाकर्षण संवाद नेहमीच दिशेने व मॉड्यूलसमध्ये समान बरोबरीने, परंतु उलट दिशेने प्रकट होते.
सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षणाच्या कायद्याचे विधान
दोन जनतेत आकर्षण करण्याचे सामर्थ्य थेट जनतेच्या उत्पादनास प्रमाणित असते आणि अंतराच्या अंतरानुसार समानतेने वेगळे करते जे त्यांना वेगळे करते. आकर्षक शक्तीकडे एक दिशा आहे जी त्यांच्याशी जोडलेल्या रेषेशी जुळते. []]. आकृती 3 पहा.
प्रमाण दरम्यान प्रमाण प्रमाण स्थिरता गुरुत्व ग्रीस स्थिर म्हणून ओळखले जाते. आंतरराष्ट्रीय प्रणालीमध्ये ते समतुल्य आहे:
व्यायाम 1. आकृती 7 मधील मृतदेह शून्यात कोणत्या शक्तीने आकर्षित होतात ते निश्चित करा.
ऊत्तराची
आकृती 8 मध्ये 1 मीटरच्या अंतरावर विभक्त केलेल्या एम 1000 = 2 किलो आणि एम 80 = 2 किलोग्रॅमसह दोन शरीरे आहेत. आकृती 8 मध्ये दर्शविल्यानुसार गुरुत्वाकर्षणाचा सार्वभौम कायदा लागू केल्यास, त्या दरम्यान आकर्षण करण्याचे बल निश्चित केले जाऊ शकते.
सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षणाच्या कायद्याची वजावट
परिभ्रमण ग्रहाच्या कालावधीशी त्रिज्याशी संबंधित केप्लरच्या तिसर्‍या कायद्यापासून प्रारंभ करून, एखाद्या ग्रहाने अनुभवलेला केंद्रबिंदू प्रवेग त्याच्या कक्षाच्या त्रिज्येच्या चौकोनाशी विपरित प्रमाणात आहे. या ग्रहावर कार्य करणारी सेंट्रीपेटल शक्ती शोधण्यासाठी न्यूटनचा दुसरा कायदा [] वापरला जातो, ज्याचा अनुभव त्या केंद्राच्या प्रवेगानुसार केला जातो. आकृती 9 पहा.
गुरुत्वाकर्षणाच्या सार्वत्रिक स्थिरतेचे मूल्य हेन्री कॅव्हान्डिश यांनी न्यूटनद्वारे गुरुत्त्वाकर्षण कायदा स्थापन केल्याच्या बर्‍याच वर्षांनंतर निश्चित केले. स्थिर जीला "युनिव्हर्सल" मानले जाते कारण ज्ञात विश्वाच्या कोणत्याही भागात त्याचे मूल्य समान असते आणि ज्या वातावरणात वस्तू आढळतात त्या वातावरणापेक्षा ती स्वतंत्र असते.
व्यायाम 2. त्रिज्या 6380 XNUMX० कि.मी. आहे हे जाणून पृथ्वीच्या ग्रहाचे वस्तुमान निश्चित करा
ऊत्तराची
पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर स्थित शरीरे त्याच्या केंद्राकडे आकर्षित होतात, ही शक्ती शरीराचे वजन म्हणून ओळखले जाते (शक्ती ज्याद्वारे पृथ्वी त्यास आकर्षित करते). दुसरीकडे, न्यूटनचा दुसरा कायदा गुरुत्वाकर्षणाचे कार्य म्हणून शरीराचे वजन दर्शवितांना लागू केला जाऊ शकतो, अशा प्रकारे पृथ्वीचे वस्तुमान मिळू शकते, ज्याचे परिघ त्याचे परिमाण आहे. आकृती 11 पहा.
सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षणाच्या कायद्याचा उपयोग
धूमकेतूची कक्षा, इतर ग्रहांचा शोध, समुद्राची भरती, उपग्रहांची हालचाल यासह इतर घटनांबद्दल सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षणाचा नियम उपयुक्त आहे.
न्यूटनचे नियम तंतोतंत पूर्ण होतात, जेव्हा असे दिसून येते की काही तारे त्याचे पालन करीत नाहीत, कारण असे दिसते की काही इतर न दिसणारे तारा चळवळ विस्कळीत करतात, अशा प्रकारे ग्रहांच्या अस्तित्वाचा अभ्यास त्यांच्या परिभ्रमणात निर्माण होणा the्या विघ्नहून झाला आहे. ज्ञात ग्रह
उपग्रह:
उपग्रह ही एक वस्तू आहे जी मोठ्या आकाराच्या आणि मोठ्या गुरुत्वाकर्षणाच्या क्षेत्राच्या दुसर्‍या ऑब्जेक्टभोवती फिरत असते, उदाहरणार्थ, आपल्याकडे चंद्र, पृथ्वीवरील नैसर्गिक उपग्रह आहे. उपग्रहावर सेंट्रीपेटल प्रवेग जाणवते कारण त्यास गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रामध्ये एक आकर्षक शक्ती दिली जाते.
व्यायाम the. पृथ्वीच्या मध्यभागीपासून 3 6870० कि.मी. अंतरावर पृथ्वीवर फिरत असलेल्या उपग्रहाची गती निश्चित करा. आकृती 12 पहा
ऊत्तराची
कृत्रिम उपग्रह पृथ्वीवरील आकर्षणाच्या बळामुळे पृथ्वीभोवती फिरत असतात. गुरुत्वाकर्षणाचा सार्वभौम कायदा आणि न्यूटनचा दुसरा कायदा वापरुन उपग्रहाची गती निश्चित केली जाऊ शकते. आकृती 13 पहा.
निष्कर्ष
प्रत्येक सामग्रीचा कण इतर कोणत्याही सामग्रीच्या कणांना थेट समान प्रमाणात असलेल्या सामन्यासह आकर्षित करते ज्यायोगे दोन्हीच्या उत्पादनाच्या उत्पादनाच्या प्रमाणात असतात आणि अंतराच्या प्रमाणात समान प्रमाणात अंतर विभाजित करतात.
दोन शरीरांमधील गुरुत्वाकर्षण संवाद नेहमीच दिशेने व मॉड्यूलसमध्ये समान बरोबरीने, परंतु उलट दिशेने प्रकट होते.
न्यूटनचा सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षणाचा नियम आपल्याला ज्या सामर्थ्याने वस्तुमान असलेल्या दोन वस्तूंचे आकर्षण आहे ते निर्धारित करण्यास अनुमती देतो, कारण हे माहित आहे की दोन वस्तुमानांमधील आकर्षणाची शक्ती जनतेच्या उत्पादनास थेट प्रमाणित करते आणि अंतराच्या अंतरांच्या चौकोनाशी समान प्रमाणात असते. .