Gravity - apa iku? Pasukan gravitasi. gravitasi bumi

Manungsa wiwit jaman kuna panginten babagan donya watara kita. Apa wis suket mundak akeh, kok srengenge cemlorot, kok kita bisa ora fly ... Sing terakhir, satleraman, tansah utamané kasengsem ing wong. Saiki kita ngerti yèn panyebab kabeh - gravitasi. Apa iku, lan apa kedadean iki dadi penting ing ukuran alam semesta, kita Reviewing dina.

prodrome

Peneliti ketemu sing kabeh badan massive nemu atraksi Teknologi kanggo saben liyane. Mengko diaktifake metu sing pasukan aneh nimbulaké gerakan benda langit lan orbit sing permanen. Teori banget padha gravitasi dirumuske genius Isaak Nyuton, ingkang hipotesis-hipotesisipun wis predetermined perkembangan fisika akeh abad teka. Ngembangaken lan terus (sanajan ing arah temen beda) iku èlmuwan Albert Einstein - siji saka pikiran paling saka abad suwene.

Kanggo abad, ilmuwan wis diamati atraksi, nyoba mangertos lan ngukur. Akhire, sijine layanan kamanungsan ing sawetara dekade (ing sawetara pangertèn, mesthi) malah bab kuwi minangka gravitasi. Apa iku, apa definisi tembung ditliti ing ilmu modern?

definisi ngelmu

Yen sampeyan nliti tulisan saka filsuf kuna, iku bisa kanggo mangerteni yen tembung Latin "ing Gravitas" tegese "prihatin", "tarik". Dina iki, ilmuwan wis disebut interaksi universal lan pancet antarane badan materi. Yen pasukan iki relatif banget lan bener mung kanggo obyek sing obah Ngartekno luwih alon tinimbang kacepetan cahya, iku ditrapake kanggo wong-wong mau teori Newton. Yen ora ngono, sampeyan kudu nggunakake panemon Einstein.

Awal: Saiki, ing alam gravitasi wis ora sacara kebak mangertos ing asas. Apa iku, kita isih ora sacara kebak saiki.

Teori Newton lan Einstein

Miturut ajaran klasik saka Isaaka Nyutona, kabeh badan sing kepincut kanggo saben liyane karo pasukan langsung ceceg kanggo massa sing kuwalik kanthi proporsional kanggo kothak ing kadohan sing dumunung antarane wong-wong mau. Einstein nyariosaken sing gravitasi ing antarané obyèk ditampilake ing cilik saka wektu lengkung lan papan (lengkungan papan mung bisa yen ngandhut zat).

idea iki banget jero, ananging studi kang anyar nuduhake sawetara pase. Dina iki, kang pracaya sing gravitasi warps ing papan papan mung: wektu bisa alon mudhun lan malah mungkasi, nanging kasunyatan wis ganti wangun saka teori prakara sauntara durung dikonfirmasi. Sing kok rumus Einstein klasik ora nyedhiyani malah kasempatan sing wilayah bakal terus kanggo mengaruhi prakara lan Magnetik kolom asil.

Sing liyane kita ngerti hukum gravitasi (gravitasi), ing expression matematika kang diduweni minangka wektu Newton:

\ [F = γ \ frac [-1,2] {m_1 m_2} {r ^ 2} \]

Ing γ mangertos gravitasi pancet (simbol G kadhangkala dipigunakaké), nilai saka kang padha kanggo 6,67545 × 10-11 m³ / (kg · s²).

Interaksi antarane unsur dhasar

Kerumitan luar biasa ing tlatah sakubengé umumé digandhengake karo nomer tanpa wates saka unsur dhasar. Antarane wong-wong mau, ana uga macem-macem interaksi ing iku tingkat bab kang kita bisa mung guess. Nanging, kabeh jinis interaksi saka unsur dhasar karo saben liyane beda-beda Ngartekno ing efek sing.

Paling kuat saka kabèh angkatan dikenal nggabungake bebarengan komponen saka inti atom. Kanggo misahake, sampeyan kudu nglampahi jumlah saestu kolosal saking energi. Minangka kanggo elektron, lagi "disambungake" kanggo kernel mung interaksi elektromagnetik biasa. Kanggo mungkasi, kadhangkala cukup energi sing katon minangka asil reaksi kimia sing paling umum. Gravitasi sampun (apa iku, sampeyan wis ngerti) ing versi atom lan partikel subatom iki jenis sing paling gampang saka interaksi.

Lapangan gravitasi ing kasus iki supaya kuwat iku angel mbayangno. Anehe cukup, nanging gerakan benda langit, kang bobot kadhangkala mokal kanggo mbayangno, "tindakake" padha. Kabeh iki bisa thanks kanggo loro fitur gravitasi sing utamané pocapan ing cilik saka obyek fisik gedhe:

• Boten kados atom gravitasi pasukan narik Ngartekno luwih adoh saka obyek. Mangkono, gravitasi bumi kang tansah ing lapangan kang, malah rembulan, lan pasukan padha saka orbit Jupiter gampang ndhukung satelit, massa saben kang iso dibandhingke kanggo bumi!
• Kajaba iku, iku tansah njamin atraksi antarane obyek, kadohan, pasukan iki weakened ing kacepetan kurang.

Tatanan saka teori liyane utawa kurang manéka warna takson gravitasi punika relatif anyar, lan iku minangka asil pengamatan abad-lawas saka gerak planet lan benda langit liyane. tugas Ngartekno luwih gampang dening kasunyatan sing lagi obah ing vakum, ngendi ana mung ora interaksi liyane. Galileo lan Kepler - loro astronom penting wektu, pengamatan sing paling terkenal wis mbantu kanggo pave cara kanggo panemuan anyar.

Nanging mung ing gedhe Isaak Nyuton bisa kanggo netepake teori pisanan gravitasi lan nyebut ing pemetaan matematika. Iku Hukum pisanan gravitasi, pemetaan matematika kang diwenehi ndhuwur.

Serat Newton lan sawetara pendahulune

Boten kados fénoména fisik sing ana ing donya watara kita, gravitasi piyambak mujudaken tansah lan nang endi wae. Iku kudu mangertos sing istilah "gravitasi nul", kang asring ditemokaké ing bunderan pseudo-ngelmu, iku ora bener: malah weightlessness ing papan ora ateges wong utawa spaceship ora atraksi bener barang massive.

Kajaba iku, kabeh badan materi duwe bobot tartamtu, kang ditulis ing bentuk pasukan sing Applied kanggo wong-wong mau, lan nyepetake diprodhuksi amarga cahya iki.

Mangkono, pasukan gravitasi ingkang ceceg kanggo massa obyek. Numerik, padha bisa ditulis, nampa loro prodhuk saka masal saka badan. pasukan iki nglakoni katergantungan strictly kuwalik ing kothak ing kadohan antarane obyek. Kabeh interaksi liyane banget beda, gumantung ing jarak antarane rong badan.

Massa minangka cornerstone saka teori

Uploaded barang dadi titik utamané kontrovèrsial sak kang dibangun ing teori kabèh modern gravitasi lan relativitas Einstein. Yen elinga kaloro hukum Newton, banjur sampeyan wis ngerti sing bobot fitur prentah saka awak materi fisik. Iku nuduhake carane obyek bakal nindakake cilik kang ngalami pasukan, preduli saka asal.

Awit kabeh awak (miturut Newton) nalika kapapar angkatan external cepet, yaiku massa nemtokake carane amba percepatan iki. Coba umpamane luwih cetha. Mbayangno skuter lan bus: yen Applied kanggo wong-wong mau persis efek sing padha, padha kecepatane beda kanggo wektu unequal. Kabeh bab iki dijelasaké déning téori gravitasi.

Apa sesambetan ing massa lan gravitasi?

Yen kita pirembagan babagan gravitasi, massa kedadean iki main peran rampung ngelawan kanggo kang muter ing hubungan kanggo daya lan percepatan saka obyek. Sing iku sumber utami atraksi. Yen njupuk dipikir ing rong badan lan pasukan karo kang padha narik kawigaten barang katelu, kang dumunung ing kadohan padha saka loro, banjur hubungan pasukan punika witjaksono menyang aspek saka masal saka loro obyek pisanan. Mangkono, pasukan atraktif langsung ceceg kanggo bobot awak.

Yen kita nimbang hukum katelu saka Newton, iku bisa kanggo nggawe manawa iku mangkene persis ing bab padha. Pasukan gravitasi kang tumindak ing loro badan dibuwang ing witjaksono kadohan saka sumber atraksi, langsung gumantung ing massa obyek data. Ing saben dinten gesang kita ngomong bab daya karo kang awak wis kepincut menyang lumahing planet, minangka judul punika.

Ayo kita daktulis munggah. Mangkono, massa rapet sing karo daya lan percepatan. Sanalika iku nemtokake pasukan karo kang awak bakal tumindak ing atraksi.

Fitur nyepetake saka badan ing lapangan gravitasi

duality sange alesan sing ing lapangan gravitasi padha percepatan obyek cukup beda bakal padha. Upaminipun kita duwe loro badan. Nemtokake siji saka wong-wong mau massa z, lan liyane - Z. Loro obyek sing di buwang ing lemah, kang tumiba bebas.

Minangka ditemtokake dening aspek saka pasukan atraksi? Iku nuduhake rumus matematika prasaja - z / Z. Sing mung nyepetake padha nampa minangka asil saka pasukan gravitasi bakal persis padha. Cukup, nyepetake sing awak ing lapangan gravitasi ora gumantung ing sawijining.

Apa nemtokaken cepet ing kasus kasebut?

Iku gumantung mung (!) Saka bobot saka obyek sing nggawe iki, uga posisi spasial sing. Peran dual saka massa lan percepatan witjaksono kanggo badan beda ing lapangan gravitasi wis relatif mbukak kanggo dangu. fénoména iki judhul ngisor iki: "padanan asas". Istilah iki nuduhaké ora maneh sing nyepetake lan inersia asring padha (kanggo sawetara ombone, mesthi).

Pentinge ing Nilai saka G

kita elinga saka mesthi fisika sekolah, sing percepatan gravitasi ing permukaan planet kita (daya tarik bumi) iku 10 m / sek.² (9.8 mesthi, nanging isine iki digunakake kanggo ease saka pitungan). Mulane, ora njupuk menyang resistance akun online (ing dhuwur substansial ing kadohan cendhak insidensi), banjur efek dijupuk nalika awak nemu tambahan saka percepatan 10 m / sec. saben detik. Contone, buku sing tiba saka lantai liyane omah, ing pungkasan sawijining misi bakal obah ing kacepetan saka 30-40 m / s. Cukup, 10 m / s - iki "kacepetan" gravitasi ing bumi.

Percepatan gravitasi ing sastra fisika tetenger «g» layang. Wiwit wangun bumi menyang ombone tartamtu liyane kaya tangerine saka werni, nilai jumlahe iki ora ing kabeh wilayah sawijining padha. Mangkono, ing cagak percepatan ndhuwur, lan iku dadi cilik ing pucuk dhuwur saka gunung.

Malah ing industri pertambangan muter ora peran cilik sing gravitasi. Fisika iki kedadean kadhangkala nyimpen akèh wektu. Dadi, geologi utamané interested in definisi sampurna pas g, amarga ngidini tliti ngédap njelajah lan nemokake celengan Mineral. Miturut cara, iku katon kaya rumus gravitasi kang Nilai main peran dianggep dening kita? Kene iku:

F = G x M1xM2 / R2

Pay manungsa waé! Ing kasus iki, rumus gravitasi nggadahi G «gravitasi pancet", nilai kang kita wis diwenehi ndhuwur.

Ing wektu, Newton ngrumusaken prinsip enunciated ndhuwur. Dheweke sumurup, lan kamanunggalan lan universality saka pasukan gravitasi, nanging kabèh aspèk saka kedadean kang ora bisa njlèntrèhaké. kinurmatan sumungkem Alberta Eynshteyna, sing bisa kanggo nerangake prinsip padanan. manungsa sing owes pangerten kang saiki ing alam saka papan-wektu terus.

Teori relativitas, Alberta Eynshteyna karya

Ing wektu Isaaka Nyutona pitados bilih titik wiwitan bisa dituduhake ing wangun sawetara angel "kesatuan", kang posisi diinstal awak ing spasial koordinasi sistem. Sanalika iku wiwit yen kabeh pengamat, sing Wigati koordinat iki bakal ing papan sing padha wektu. Ing taun, kahanan iki dianggep dadi ketok sing ora nyoba iki digawe kanggo tantangan utawa nambah kanggo iku. Iki dingerteni, amarga watesan saka planet kita ora standar ing aturan iki ora.

Einstein mbuktekaken sing akurasi pangukuran bakal tenan wujud yen jam hipotesis obah akeh luwih alon tinimbang kecepatan cahaya. Cukup, yen siji pengamat obah alon tinimbang kecepatan cahaya, bakal tindakake loro acara, padha kelakon kanggo wong ing wektu sing padha. Patut, kanggo pengamat liya? tingkat kang acara padha utawa luwih bisa dumadi ing beda kaping.

Nanging pasukan gravitasi gegandhengan karo teori relativitas? Ayo kita mbukak masalah ing rinci.

Sambungan antarane teori relativitas lan gravitasi pasukan

Ing taun anyar, iku digawe sawetara ageng jroning lapangan partikel subatom. A bebendhu akeh sing kita babagan nemokake partikel final, ngluwihi kang donya kita ora bisa ditumpes. Dadi perlu liyane terus-terusan kanggo ngerti persis carane pengaruhe cilik "bricks" jagad kita gaya dhasar sing wis ditemokaké ing abad pungkasan, lan malah sadurungé. Utamané natoni sing banget alam gravitasi durung diterangno.

Sing kok, sawise Einstein, sing ngedegaké "incapacity" mekanika Newton klasik ing wilayah ditliti, peneliti fokus ing rethinking lengkap data sadurunge dijupuk. Kanthi nganggo cara akeh, vèrsi wis ngalami akèh owah-, gravitasi. Apa iku ing tingkat saka partikel subatom? Ora iku duwe paling sawetara nilai ing donya multi-dimensi sange?

A solusi prasaja?

Ing kawitan, akeh panginten sing gravitasi bedho Newton lan teori relativitas bisa diterangno cukup mung, analogi saka elektrodinamika. Iku bakal bisa nganggep yen lapangan gravitasi nyebar kaya Magnetik kolom, sawise kang bisa kanggo wara-wara "mediator" ing interaksi saka benda langit, njelasaké akeh inconsistencies saka lawas lan teori anyar. Kasunyatan iku banjur bakal dianggep kecepatan relatif dakwah pasukan padha cahya Ngartekno ngisor. Wiwit gravitasi lan wektu bound?

Ing asas, Einstein piyambak meh tak mbangun teori relativistik adhedhasar views kuwi, sing mung siji bab nyegah niatipun. Ana ing ilmuwan saka wektu sing durung duwe apa informasi ing kabeh kang wis bisa mbantu nemtokake "kacepetan" gravitasi. Nanging ana akèh informasi kang gegayutan karo gerakan massa gedhe. Sing ngerti, padha mung nindakake iku sumber dikenali saka kothak gravitasi kuat.

kecepatan dhuwur banget mengaruhi bobot awak, lan iki ana ing dalan padha karo interaksi saka kacepetan lan daya. Kacepetan luwih, ing luwih bobot awak. Masalah iku terakhir kanthi otomatis bakal dadi tanpa wates ing cilik saka gerakan karo kacepetan cahya utawa luwih. Dadi Einstein nyimpulaké yèn ana gravitasi, lan lapangan tensor kanggo njlèntrèhaké kang kudu digunakake luwih global.

Para sakabate tumuli padha kesimpulan gravitasi lan sacoro prakteke ora. Kasunyatan sing lapangan tensor banget iki bisa tumindak ing papan, nanging ing wektu kanggo mengaruhi ora. Nanging, satunggiling fisikawan sarwa Stephen Hawking mitos duwe titik liyane tampilan. Nanging sing crita liyane ...