Umumjahon tortishish qonunini tushunish
Olimlarning tadqiqotlari tufayli tabiat hodisalarini tushunish va yillar davomida texnologik yutuqlarga erishish mumkin bo'ldi. Nyuton Galileyning Yerdagi snaryadlarning harakatlanish qonunlarini o'rganishi va Keplerning Quyosh tizimidagi sayyoralarning harakat qonunlarini o'rganishiga asoslanib, sayyorani orbitada ushlab turish uchun zarur bo'lgan kuch massalar va ajratish masofasi. 1687 yilda Isaak Nyuton tomonidan nashr etilgan Umumjahon tortishish qonuni, kometalar orbitalarini o'rganishda, boshqa sayyoralarni, dengiz oqimlarini, dengizlarni kashf etishda juda foydali bo'lib, massasi bo'lgan ikkita jismni jalb qiladigan kuchni aniqlashga imkon beradi. sun'iy yo'ldoshlarning harakati, boshqa hodisalar qatorida.
"Umumjahon tortishish qonuni" ni tushunish uchun asosiy tushunchalar
Sizni maqolani ko'rishga taklif qilamiz Nyuton-qonunlarni tushunishga oson
Markazga yo'naltirilgan kuch:
Mobil vositani o'z harakatlanish yo'nalishini tasvirlab beradigan traektoriyasini egishga majbur qiladigan kuch. Markazga yo'naltirilgan kuch aylana yo'lining markaziga yo'naltirilgan tanaga ta'sir qiladi. Tana markazlashtiruvchi tezlanishni boshdan kechiradi, chunki doimiy modulli tezlik harakatlanayotganda yo'nalishini o'zgartiradi. 1-rasmga qarang.
Markazga yo'naltirilgan kuchni Nyutonning ikkinchi qonuni [1] yordamida hisoblash mumkin, bu erda markazlashtiruvchi tezlanish burchak tezligi, chiziqli tezlik funktsiyasi yoki aylana harakatida tananing davri funktsiyasi sifatida ifodalanishi mumkin. 2-rasmga qarang.
[adinserter name = ”1 blokirovka ″]
Kepler qonunlari
Astronom Yoxannes Kepler Quyosh tizimi sayyoralarining harakatini uchta qonun: orbitalar, maydonlar va davrlar qonuni orqali tushuntirdi. [ikki].
Keplerning birinchi qonuni yoki orbitalar qonuni:
Quyosh tizimidagi barcha sayyoralar elliptik orbitada quyosh atrofida aylanadi. Quyosh ellipsning ikkita markazidan birida joylashgan. 3-rasmga qarang.
Keplerning ikkinchi qonuni yoki sohalar qonuni:
Sayyorani quyoshga qo'shadigan radius teng vaqtni teng maydonlarni tasvirlaydi. Quyoshdan sayyoraga o'tadigan (xayoliy) chiziq teng vaqtlarda teng maydonlarni supuradi; ya'ni maydon o'zgarishi tezligi doimiydir. 4-rasmga qarang.
Keplerning uchinchi qonuni yoki davr qonuni:
Barcha sayyoralar uchun orbitaning radiusi kubi va uning davri kvadrati o'rtasidagi bog'liqlik doimiydir. Ellipsning katta o'qi kub shaklida va davrga bo'linadi (to'liq inqilob qilish vaqti), turli sayyoralar uchun bir xil doimiydir. Sayyoramizning kinetik energiyasi uning quyoshdan masofasiga teskari tomon kamayganda kamayadi. 5-rasmga qarang.
Umumjahon tortishish qonuni
1687 yilda Isaak Nyuton tomonidan nashr etilgan Butun olam tortishish qonuni bizga massasi bo'lgan ikkita jismni jalb qiladigan kuchni aniqlashga imkon beradi. Nyuton shunday xulosaga keldi:
- Badanlarni faqat massaga ega bo'lish haqiqati jalb qiladi.
- Jismlar orasidagi tortishish kuchi, o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning hech bo'lmaganda bittasi sayyora singari juda katta bo'lganida seziladi.
- Masofada o'zaro ta'sir mavjud, shuning uchun jozibali kuch ta'sir qilishi uchun jismlarning aloqada bo'lishi shart emas.
- Ikki jismning tortishish kuchi o'zaro ta'siri har doim yo'nalishda va modulda teng bo'lgan, lekin teskari yo'nalishda kuchlar juftligi sifatida namoyon bo'ladi.
Umumjahon tortishish qonunining bayonoti
Ikki massa orasidagi tortishish kuchi massalar ko'paytmasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va ularni ajratib turadigan masofa kvadratiga teskari proportsionaldir. Jozibali kuch ularga qo'shilgan chiziq bilan mos keladigan yo'nalishga ega. [3]. 6-rasmga qarang.
Miqdorlar orasidagi mutanosiblik G ning doimiysi universal tortishish doimiysi sifatida tanilgan. Xalqaro tizimda bu quyidagilarga teng:
Mashq 1. 7-rasmdagi jismlar vakuumda qanday kuch bilan tortilishini aniqlang.
Biznes
8-rasmda massalari m1 = 1000 kg va m2 = 80 kg bo'lgan, 2 metr masofada ajratilgan ikkita jism mavjud. Umumjahon tortishish qonunini qo'llagan holda, ular orasidagi tortishish kuchini 8-rasmda ko'rsatilgandek aniqlash mumkin.
Umumjahon tortishish qonunining chegirilishi
Keplerning radiusini aylanib chiqayotgan sayyora davri bilan bog'laydigan uchinchi qonunidan boshlab, sayyora boshdan kechirgan markazga tezlashishi, uning orbitasi radiusi kvadratiga teskari proportsionaldir. Sayyorada harakat qiluvchi markazdan qochiruvchi kuchni topish uchun davrning funktsiyasi sifatida ifodalangan markazlashtiruvchi tezlanishni hisobga olgan holda Nyutonning ikkinchi qonuni [] ishlatiladi. 9-rasmga qarang.
Umumjahon tortishish doimiysi qiymatini Nyuton tortishish qonuni o'rnatilganidan ko'p yillar o'tib Genri Kavvend belgilagan. Doimiy G "universal" deb hisoblanadi, chunki uning qiymati ma'lum bo'lgan olamning istalgan qismida bir xil bo'ladi va u ob'ektlar joylashgan muhitdan mustaqil.
2-mashq. Radiusi 6380 km ekanligini bilib, Yer sayyorasining massasini aniqlang
Biznes
Yer yuzida joylashgan jismlar uning markaziga qarab tortiladi, bu kuch tananing og'irligi (Yer uni o'ziga tortadigan kuch) deb nomlanadi. Boshqa tomondan, Nyutonning ikkinchi qonuni tananing og'irligini tortishish funktsiyasi sifatida ifodalashi mumkin, shuning uchun uning radiusi ma'lum bo'lgan Yer massasini olish mumkin. 11-rasmga qarang.
Umumjahon tortishish qonunining qo'llanilishi
Umumjahon tortishish qonuni boshqa hodisalar qatorida kometalar orbitasini, boshqa sayyoralarni kashf etilishini, to'lqinlarni, sun'iy yo'ldoshlarning harakatini tushuntirish uchun foydalidir.
Nyuton qonunlari to'liq bajariladi, chunki ba'zi bir yulduzlar unga mos kelmasligi kuzatiladi, chunki boshqa ko'rinmaydigan yulduzlar harakatni bezovta qiladi, shuning uchun sayyoralarning mavjudligi ularning orbitalarida hosil bo'lgan bezovtalikdan aniqlandi. ma'lum sayyoralar.
Sun'iy yo'ldoshlar:
Sun'iy yo'ldosh - bu kattaroq va tortishish kuchi kattaroq bo'lgan boshqa ob'ekt atrofida aylanadigan ob'ekt, masalan, sizda Oy, Yer sayyorasining tabiiy sun'iy yo'ldoshi bor. Sun'iy yo'ldosh markazlashtiruvchi tezlanishni boshdan kechiradi, chunki u tortishish maydonidagi jozibali kuchga ta'sir qiladi.
Mashq 3. Yerning markazidan 6870 km uzoqlikda aylanib chiqadigan sun'iy yo'ldoshning tezligini aniqlang. 12-rasmga qarang
Biznes
Sun'iy sun'iy yo'ldoshlar Yerning tortishish kuchi tufayli Yer atrofidagi orbitada saqlanadi. Umumjahon tortishish qonuni va Nyutonning ikkinchi qonuni yordamida sun'iy yo'ldoshning tezligini aniqlash mumkin. 13-rasmga qarang.
Natijalar
Har qanday moddiy zarracha har qanday boshqa moddiy zarrachani ikkalasining massalari ko'paytmasiga to'g'ridan-to'g'ri mutanosib va ularni ajratib turadigan masofa kvadratiga teskari proportsional kuch bilan jalb qiladi.
Ikki jismning tortishish kuchi o'zaro ta'siri har doim yo'nalishda va modulda teng bo'lgan, lekin teskari yo'nalishda kuchlar juftligi sifatida namoyon bo'ladi.
Nyutonning butun olam tortishish qonuni ikki massa orasidagi tortishish kuchi massalar ko'paytmasiga mutanosib va masofani ajratib turadigan kvadratga teskari proportsional ekanligini bilib, massasi bo'lgan ikkita jismning bir-birini tortadigan kuchini aniqlashga imkon beradi. ularni.