Фаҳмиши Қонуни Ҷозибаи Ҷаҳонӣ
Ба туфайли таҳқиқоти олимон, дар тӯли солҳо фаҳмидани падидаҳои табиат ва пешрафти технологӣ имконпазир гардид. Нютон дар асоси таҳқиқоти Галилей оид ба қонунҳои ҳаракати снарядҳо дар Замин ва таҳқиқи Кеплер дар бораи қонунҳои ҳаракати сайёраҳо дар системаи Офтоб, ба хулосае омад, ки қувваи зарурӣ барои дар мадор нигоҳ доштани сайёра аз омма ва ҷараён вобаста аст масофаи ҷудогона. Қонуни ҷозибаи умумиҷаҳонӣ, ки соли 1687 аз ҷониби Исҳоқ Нютон нашр шудааст, ба мо имкон медиҳад, ки қудратеро ҷалб намоем, ки бо он ду ҷисми дорои масса ҷалб карда мешаванд, ки дар омӯзиши мадори ситораҳои думдор, кашфи сайёраҳои дигар, мавҷҳо, ҳаракати моҳвораҳо, дар қатори дигар падидаҳо.
Мафҳумҳои асосӣ барои фаҳмидани "Қонуни ҷозибаи умумӣ"
Мо шуморо барои дидани мақола даъват мекунем Нютон-қонунҳо-ба осонӣ фаҳмо
Қувваи марказӣ:
Қуввае, ки мобилро маҷбур мекунад, ки траекторияи худро хам кунад ва ҳаракати давриро тавсиф кунад. Қувваи марказӣ ба ҷисме, ки ба маркази роҳи даврагӣ равона шудааст, таъсир мекунад. Ҷисм шитоби марказиро дар худ ҳис мекунад, зеро суръат, ки модули доимӣ дорад, ҳангоми ҳаракат самтро иваз мекунад. Ба расми 1 нигаред.
Қувваи марказиро дар асоси қонуни дуввуми Нютон ҳисоб кардан мумкин аст [1], ки дар инҷо шитоби марказро ҳамчун функсияи суръати кунҷӣ, суръати хаттӣ ё ҳамчун вазифаи давраи ҷисм дар ҳаракати даврӣ ифода кардан мумкин аст. Ба расми 2 нигаред.
[adinserter name = "Блоки 1 ″]
Қонунҳои Кеплер
Астроном Иоганнес Кеплер ҳаракати сайёраҳои системаи офтобиро тавассути се қонун: қонуни мадор, минтақаҳо ва давраҳо шарҳ дод. [ду].
Қонуни якуми Кеплер ё қонуни мадор:
Тамоми сайёраҳои системаи офтобӣ дар мадори эллипсӣ дар атрофи офтоб давр мезананд. Офтоб дар яке аз ду фокуси эллипс ҷойгир аст. Ба расми 3 нигаред.
Қонуни дуввуми Кеплер ё қонуни соҳаҳо:
Радиусе, ки сайёраро ба офтоб мепайвандад, минтақаҳои баробарро дар вақти баробар тавсиф мекунад. Хате (хаёлӣ), ки аз офтоб ба сайёра меравад, майдонҳои баробарро дар замонҳои баробар рӯфта мебарад; яъне суръати тағирёбии майдон доимист. Ба расми 4 нигаред.
Қонуни сеюми Кеплер ё қонуни давраҳо:
Барои ҳамаи сайёраҳо муносибати байни куби радиуси мадор ва квадрати давраи он доимист. Тири меҳварии эллипси мукааб ва тақсимшуда ба давра (вақт барои гардиши комил) барои сайёраҳои гуногун якранг аст. Энергияи кинетикии сайёра ҳангоми баръакси масофаи он аз офтоб кам мешавад. Ба расми 5 нигаред.
Қонуни ҷозибаи умумӣ
Қонуни ҷозибаи умумиҷаҳонӣ, ки соли 1687 аз ҷониби Исҳоқ Нютон нашр шудааст, ба мо имкон медиҳад, ки қувваи бо ду ҷисм ҷалбшавандаро муайян намоем. Нютон ба хулоса омад, ки:
- Ҷисмҳоро далели доштани омма ҷалб мекунад.
- Қувваи ҷаззобӣ байни ҷисмҳо танҳо вақте мушоҳида мешавад, ки ҳадди аққал яке аз ҷисмҳои мутақобила ба монанди сайёра бениҳоят калон аст.
- Дар масофа таъсири мутақобила мавҷуд аст, бинобар ин, барои ба амал омадани қувваи ҷолиб барои алоқаи ҷисмҳо шарт нест.
- Ҳамкории ҷозибаи байни ду ҷисм ҳамеша худро ҳамчун як ҷуфт нерӯҳои дар самт ва модул баробар, аммо дар самти муқобил зоҳир мекунад.
Изҳороти Қонуни Ҷозибаи Умумиҷаҳонӣ
Қувваи ҷалби байни ду масса бо ҳосили массҳо мутаносиби мустақим ва мутаносиби баръакс бо квадрати масофа, ки онҳоро аз ҳам ҷудо мекунад. Қувваи ҷолиб самте дорад, ки бо хате, ки бо онҳо пайваст мешавад, рост меояд. [3]. Ба расми 6 нигаред.
Доимии мутаносибии G байни миқдорҳо ҳамчун доимии ҷозибаи универсалӣ маълум аст. Дар системаи байналмилалӣ он ба:
Машқи 1. Қувваеро муайян кунед, ки ҷисмҳои дар расми 7 мавҷудбуда дар вакуум ҷалб карда шаванд.
Ҳал
Дар расми 8 ду ҷисме мавҷуданд, ки массаашон m1 = 1000 кг ва m2 = 80 кг мебошанд, ки бо масофаи 2 метр ҷудо шудаанд. Бо истифода аз қонуни ҷаҳонии ҷозиба, қувваи ҷалби байни онҳоро, тавре ки дар расми 8 нишон дода шудааст, муайян кардан мумкин аст.
Тарҳ кардани Қонуни ҷозибаи саросарӣ
Аз қонуни сеюми Кеплер сар карда, ки радиусро ба давраи сайёраи мадор иртибот медиҳад, шитоби марказонидашавандае, ки як сайёра аз сар мегузаронад, ба квадрати радиуси мадори он мутаносиби баръакс дорад. Барои пайдо кардани қувваи марказигузаре, ки дар сайёра амал мекунад, қонуни дуввуми Нютон [] бо назардошти шитоби марказигузар, ки ҳамчун функсияи давра ифода ёфтааст, истифода мешавад. Ба расми 9 нигаред.
Арзиши доимии ҷозибаи умумиҷаҳониро Ҳенри Кавендиш пас аз чандин сол пас аз таъсиси қонуни ҷозибаи Нютон муайян кард. Доимии G "универсалӣ" ҳисобида мешавад, зеро қимати он дар ҳама қисматҳои олами маълум яксон аст ва он аз муҳити дар он ҷойгоҳҳо мустақил мебошад.
Машқи 2. Массаи сайёраи Заминро муайян кунед, зеро медонед, ки радиусаш 6380 км аст
Ҳал
Ҷисмҳои дар рӯи замин ҷойгиршуда ба сӯи маркази он ҷалб карда мешаванд, ин қувва ҳамчун вазни бадан маълум аст (қуввае, ки Замин онро бо худ ҷалб мекунад). Аз тарафи дигар, қонуни дуввуми Нютонро, ки вазни баданро ҳамчун вазифаи вазнинӣ ифода мекунад, татбиқ кардан мумкин аст, бинобар ин массаи Заминро, ки радиуси он маълум аст, ба даст овардан мумкин аст. Ба расми 11 нигаред.
Татбиқи қонуни ҷозибаи саросарӣ
Қонуни ҷозибаи саросар барои фаҳмондани мадори ситораҳои думдор, кашфи сайёраҳои дигар, мавҷҳо, ҳаракати моҳвораҳо ва дигар падидаҳо муфид аст.
Қонунҳои Нютон маҳз иҷро мешаванд, вақте мушоҳида мешавад, ки баъзе ситорагон ба он мувофиқат намекунанд, зеро баъзе ситораҳои дигари намоён ба ҳаракат халал мерасонанд, аз ин рӯ мавҷудияти сайёраҳо аз бетартибиҳое, ки онҳо дар мадорҳои ҳосил мекунанд, кашф карда шудааст сайёраҳои маълум.
Моҳвораҳо:
Моҳвора ин объектест, ки дар атрофи як объекти дигари андозаи калонтар ва майдони ҷозибаи бештар чарх мезанад, масалан, шумо моҳ, моҳвораи табиии сайёраи Заминро доред. Моҳвора шитоби марказиро дар сар мегузаронад, зеро он дар майдони ҷозиба ба нерӯи ҷолибе дучор меояд.
Машқи 3. Суръати спутникеро, ки дар атрофи замин дар атрофи 6870 км аз маркази замин давр мезанад, муайян кунед. Ба расми 12 нигаред
Ҳал
Моҳвораҳои сунъӣ дар мадори атрофи Замин аз ҳисоби қувваи ҷаззобе, ки Замин дар болои он нигоҳ медорад, нигоҳ дошта мешаванд. Бо истифода аз қонуни ҷозибаи умумиҷаҳонӣ ва қонуни дуввуми Нютон суръати моҳвораро муайян кардан мумкин аст. Ба расми 13 нигаред.
ХУЛОСА
Ҳар як зарраи моддӣ ягон зарра моддии дигарро бо қувваи мустақиман ба ҳосили массаи ҳарду мутаносиби мустақим ва мутаносиби баръакс бо квадрати масофаи ҷудошаванда ҷалб мекунад.
Ҳамкории ҷозибаи байни ду ҷисм ҳамеша худро ҳамчун як ҷуфт нерӯҳои дар самт ва модул баробар, аммо дар самти муқобил зоҳир мекунад.
Қонуни ҷозибаи умумиҷаҳонии Нютон ба мо имкон медиҳад, ки қудратеро муайян кунем, ки бо он ду ҷисми дорои масса якдигарро ҷалб мекунанд, зеро медонанд, ки қувваи ҷалби байни ду масса бо ҳосили массҳо мутаносиби мустақим ва ба квадратии масофаи мутаносиби баръакс аст. онҳо.