Nifhmu l-Liġi tal-Gravitazzjoni Universali
Grazzi għall-istudji tax-xjenzati, kien possibbli li nifhmu l-fenomeni tan-natura, u nagħmlu avvanzi teknoloġiċi matul is-snin. Newton, ibbażat fuq l-istudji ta 'Galileo tal-liġijiet li jirregolaw il-moviment tal-projettili fid-Dinja, u l-istudji ta' Kepler tal-liġijiet tal-moviment tal-pjaneti fis-sistema solari, jikkonkludi li l-forza meħtieġa biex iżżomm pjaneta f'orbita tiddependi fuq il-mases u distanza ta 'separazzjoni. Il-liġi tal-gravitazzjoni universali, ippubblikata fl-1687 minn Isaac Newton, tippermettilna niddeterminaw il-forza li biha jiġu attirati żewġ oġġetti b'massa, billi tkun utli ħafna fl-istudju ta 'l-orbiti tal-kometi, l-iskoperta ta' pjaneti oħra, il-mareat, moviment ta 'satelliti, fost fenomeni oħra.
Kunċetti bażiċi biex tifhem "Liġi tal-Gravitazzjoni Universali"
Nistednuk biex tara l-artiklu Newton-Laws-faċli biex tinftiehem
Forza ċentripeta:
Forza li ġġiegħel lill-mowbajl jgħawweġ it-trajettorja tiegħu, u jagħmilha tiddeskrivi moviment ċirkolari. Il-forza ċentripeta taġixxi fuq korp dirett lejn iċ-ċentru tal-passaġġ ċirkolari. Il-ġisem jesperjenza aċċelerazzjoni ċentripetali hekk kif il-veloċità, ta ’modulu kostanti, tbiddel id-direzzjoni hekk kif timxi. Ara l-figura 1.
Il-forza ċentripeta tista 'tiġi kkalkulata bl-użu tat-tieni liġi ta' Newton [1], fejn l-aċċelerazzjoni ċentripeta tista 'tiġi espressa bħala funzjoni ta' veloċità angolari, veloċità lineari, jew bħala funzjoni tal-perjodu tal-ġisem f'moviment ċirkolari. Ara l-figura 2.
[isem l-inseritur = "Blokk 1"]
Il-Liġijiet ta ’Kepler
L-astronomu Johannes Kepler spjega l-moviment tal-pjaneti tas-sistema solari, permezz ta ’tliet liġijiet: il-liġi tal-orbiti, żoni u perjodi. [tnejn].
L-ewwel liġi ta 'Kepler, jew liġi ta' l-orbiti:
il-pjaneti kollha fis-sistema solari jduru madwar ix-xemx f'orbita ellittika. Ix-xemx tinsab f'wieħed miż-żewġ fokus tal-ellissi. Ara l-figura 3.
It-tieni liġi ta 'Kepler, jew liġi ta' oqsma:
Ir-raġġ li jgħaqqad pjaneta max-xemx jiddeskrivi żoni ugwali fi żminijiet ugwali. Il-linja (immaġinarja) li tmur mix-xemx għal pjaneta, tiknes żoni indaqs fi żminijiet ugwali; jiġifieri, ir-rata li biha l-erja tinbidel hija kostanti. Ara l-figura 4.
It-tielet liġi ta 'Kepler, jew liġi tal-perjodi:
Għall-pjaneti kollha, ir-relazzjoni bejn il-kubu tar-raġġ tal-orbita u l-kwadru tal-perjodu tagħha hija kostanti. L-assi ewlieni ta 'l-elissi kubat u diviż bil-perjodu (ħin biex issir rivoluzzjoni kompleta), huwa l-istess kostanti għall-pjaneti differenti. L-enerġija kinetika ta 'pjaneta tonqos bħala l-invers tad-distanza tagħha mix-xemx. Ara l-figura 5.
Liġi tal-Gravitazzjoni Universali
Il-liġi tal-gravitazzjoni universali, ippubblikata fl-1687 minn Isaac Newton, tippermettilna niddeterminaw il-forza li biha jiġu attirati żewġ oġġetti b'massa. Newton ikkonkluda li:
- Il-korpi huma attirati mis-sempliċi fatt li jkollhom massa.
- Il-forza ta 'attrazzjoni bejn il-korpi hija notevoli biss meta mill-inqas wieħed mill-korpi li jinteraġixxu huwa kbir ħafna, bħal pjaneta.
- Hemm interazzjoni mill-bogħod, għalhekk, mhux meħtieġ li l-korpi jkunu f'kuntatt biex il-forza attraenti taġixxi.
- L-interazzjoni gravitazzjonali bejn żewġ korpi dejjem timmanifesta ruħha bħala par ta 'forzi ugwali fid-direzzjoni u l-modulu, iżda fid-direzzjoni opposta.
Dikjarazzjoni tal-Liġi tal-Gravitazzjoni Universali
Il-forza ta 'attrazzjoni bejn żewġ mases hija direttament proporzjonali għall-prodott tal-mases u inversament proporzjonali għall-kwadru tad-distanza li tisseparahom. Il-forza attraenti għandha direzzjoni li tikkoinċidi mal-linja li tingħaqad magħhom [3]. Ara l-figura 6.
Il-kostanti tal-proporzjonalità G bejn il-kwantitajiet hija magħrufa bħala l-kostanti universali tal-gravitazzjoni. Fis-sistema internazzjonali hija ekwivalenti għal:
Eżerċizzju 1. Iddetermina l-forza li biha l-korpi fil-figura 7 huma attirati f'vakwu.
Soluzzjoni
Fil-figura 8 hemm żewġ korpi b'mases m1 = 1000 kg u m2 = 80 kg, separati b'distanza ta '2 metri. Bl-applikazzjoni tal-liġi universali tal-gravitazzjoni, il-forza ta 'attrazzjoni bejniethom tista' tiġi determinata, kif muri fil-figura 8.
Tnaqqis tal-Liġi tal-Gravitazzjoni Universali
Tibda mit-tielet liġi ta 'Kepler li tirrelata r-raġġ mal-perjodu ta' pjaneta orbitanti, l-aċċelerazzjoni ċentripetali esperjenzata minn pjaneta hija inversament proporzjonali għall-kwadru tar-raġġ ta 'l-orbita tagħha. It-tieni liġi ta 'Newton [] tintuża biex issib il-forza ċentripeta li taġixxi fuq il-pjaneta, meta titqies l-aċċelerazzjoni ċentripeta li tesperjenza, espressa bħala funzjoni tal-perjodu. Ara l-figura 9.
Il-valur tal-kostanti universali tal-gravitazzjoni ġie determinat minn Henry Cavendish ħafna snin wara li l-liġi tal-gravitazzjoni ġiet stabbilita minn Newton. Il-kostanti G hija kkunsidrata "universali" peress li l-valur tagħha huwa l-istess fi kwalunkwe parti tal-univers magħruf, u huwa indipendenti mill-ambjent li fih jinstabu l-oġġetti.
Eżerċizzju 2. Iddetermina l-massa tal-pjaneta Dinja, billi tkun taf li r-raġġ huwa 6380 km
Soluzzjoni
Il-korpi li jinsabu fuq il-wiċċ tad-dinja huma attirati lejn iċ-ċentru tagħha, din il-forza hija magħrufa bħala l-piż ta 'korp (forza li biha d-Dinja tattiraha). Min-naħa l-oħra, it-tieni liġi ta 'Newton tista' tiġi applikata li tesprimi l-piż tal-ġisem bħala funzjoni tal-gravità, u b'hekk tista 'tinkiseb il-massa tad-Dinja, magħrufa bħala r-raġġ tagħha. Ara l-figura 11.
Applikazzjoni tal-liġi tal-gravitazzjoni universali
Il-liġi tal-gravitazzjoni universali hija utli biex tispjega l-orbita tal-kometi, l-iskoperta ta ’pjaneti oħra, il-mareat, il-moviment tas-satelliti, fost fenomeni oħra.
Il-liġijiet ta 'Newton huma sodisfatti eżattament, meta jiġi osservat li xi stilla ma tikkonformax magħha, huwa minħabba li xi stilla oħra mhux viżibbli tfixkel il-moviment, u b'hekk l-eżistenza ta' pjaneti ġiet skoperta mid-disturb li jipproduċu fl-orbiti ta ' pjaneti magħrufa.
Satelliti:
Satellita hija oġġett li jdur madwar oġġett ieħor ikbar b'qasam gravitazzjonali akbar, pereżempju, għandek il-qamar, is-satellita naturali tal-pjaneta Dinja. Satellita tesperjenza aċċelerazzjoni ċentripetali minħabba li hija soġġetta għal forza attraenti fil-kamp gravitazzjonali.
Eżerċizzju 3. Iddetermina l-veloċità ta 'satellita li ddur mad-dinja f'6870 km miċ-ċentru tad-dinja. Ara l-figura 12
Soluzzjoni
Satelliti artifiċjali jinżammu fl-orbita madwar id-Dinja minħabba l-forza ta ’attrazzjoni li d-Dinja teżerċita fuqu. Bl-użu tal-liġi universali tal-gravitazzjoni u t-tieni liġi ta 'Newton, il-veloċità tas-satellita tista' tiġi determinata. Ara l-figura 13.
KONKLUŻJONIJIET
Kull partiċella materjali tattira kwalunkwe partiċella materjali oħra b'forza direttament proporzjonali għall-prodott tal-mases tat-tnejn u inversament proporzjonali għall-kwadru tad-distanza li tisseparahom.
L-interazzjoni gravitazzjonali bejn żewġ korpi dejjem timmanifesta ruħha bħala par ta 'forzi ugwali fid-direzzjoni u l-modulu, iżda fid-direzzjoni opposta.
Il-liġi ta 'Newton tal-gravitazzjoni universali tippermettilna niddeterminaw il-forza li biha huma attirati żewġ oġġetti b'massa, billi nafu li l-forza ta' attrazzjoni bejn żewġ mases hija direttament proporzjonali għall-prodott tal-mases u inversament proporzjonali għall-kwadru tad-distanza li tisseparahom. .