Untuk pertanyaan "Apa itu kekuatan?" fisika menjawab seperti ini: “Gaya adalah ukuran interaksi benda-benda material satu sama lain atau antara benda-benda dan benda-benda material lainnya - bidang fisik". Semua gaya di alam dapat dikaitkan dengan empat jenis interaksi mendasar: kuat, lemah, elektromagnetik, dan gravitasi. Artikel kami berbicara tentang apa itu gaya gravitasi- ukuran yang terakhir dan, mungkin, jenis interaksi ini yang paling luas di alam.
Mari kita mulai dengan daya tarik bumi
Semua orang yang hidup tahu bahwa ada gaya yang menarik benda ke tanah. Ini biasanya disebut sebagai gravitasi, gaya gravitasi, atau gravitasi. Berkat kehadirannya, seseorang memiliki konsep "naik" dan "turun", yang menentukan arah gerakan atau lokasi sesuatu relatif terhadap permukaan bumi. Jadi dalam kasus tertentu, di permukaan bumi atau di dekatnya, gaya gravitasi memanifestasikan dirinya, yang menarik benda-benda bermassa satu sama lain, memanifestasikan aksinya pada jarak apa pun, baik yang terkecil maupun yang sangat besar, bahkan menurut standar kosmik.
Gravitasi dan hukum ketiga Newton
Seperti yang Anda ketahui, gaya apa pun, jika dianggap sebagai ukuran interaksi tubuh fisik, selalu diterapkan pada salah satunya. Jadi dalam interaksi gravitasi benda satu sama lain, masing-masing mengalami jenis gaya gravitasi yang disebabkan oleh pengaruh masing-masing. Jika hanya ada dua benda (diasumsikan bahwa aksi semua benda lainnya dapat diabaikan), maka masing-masing benda, menurut hukum ketiga Newton, akan menarik benda lain dengan gaya yang sama. Dengan demikian, Bulan dan Bumi saling tarik menarik, sehingga terjadi pasang surut air laut di bumi.
Setiap planet di tata surya mengalami beberapa gaya tarik menarik dari Matahari dan planet lain sekaligus. Tentu saja, itu adalah gaya gravitasi Matahari yang menentukan bentuk dan ukuran orbitnya, tetapi juga pengaruh sisanya. benda angkasa astronom memperhitungkan lintasan mereka dalam perhitungan mereka.
Benda apa yang jatuh ke tanah lebih cepat dari ketinggian?
Ciri utama gaya ini adalah bahwa semua benda jatuh ke tanah dengan kecepatan yang sama, berapa pun massanya. Suatu ketika, hingga abad ke-16, diyakini bahwa yang terjadi adalah sebaliknya - benda yang lebih berat harus jatuh lebih cepat daripada yang ringan. Untuk menghilangkan kesalahpahaman ini, Galileo Galilei harus melakukan eksperimennya yang terkenal dengan menjatuhkan dua bola meriam dengan berat yang berbeda secara bersamaan dari bidang miring. mempelajari menara pisa. Bertentangan dengan harapan para saksi percobaan, kedua inti mencapai permukaan pada waktu yang sama. Hari ini, setiap anak sekolah tahu bahwa ini terjadi karena fakta bahwa gravitasi memberi benda apa pun percepatan jatuh bebas yang sama g = 9,81 m / s 2, terlepas dari massa m benda ini, dan nilainya, menurut hukum kedua Newton, adalah F = mg.
Gaya gravitasi di Bulan dan planet lain adalah arti yang berbeda percepatan ini. Namun, sifat aksi gravitasi pada mereka adalah sama.
Gravitasi dan berat badan
Jika gaya pertama diterapkan langsung ke tubuh itu sendiri, maka yang kedua ke penyangga atau suspensinya. Dalam situasi ini, gaya elastis selalu bekerja pada tubuh dari sisi penyangga dan suspensi. Gaya gravitasi yang diterapkan pada benda yang sama bertindak ke arah mereka.
Bayangkan sebuah beban tergantung di atas tanah pada pegas. Dua gaya diterapkan padanya: gaya elastis pegas yang diregangkan dan gaya gravitasi. Menurut hukum ketiga Newton, beban bekerja pada pegas dengan gaya yang sama dan berlawanan dengan gaya elastis. Kekuatan ini akan menjadi bobotnya. Untuk beban seberat 1 kg, beratnya adalah P \u003d 1 kg 9,81 m / s 2 \u003d 9,81 N (newton).
Gaya gravitasi: definisi
Pertama teori kuantitatif gravitasi, berdasarkan pengamatan gerak planet-planet, dirumuskan oleh Isaac Newton pada tahun 1687 dalam bukunya Principles of Natural Philosophy yang terkenal. Dia menulis bahwa gaya tarik menarik yang bekerja pada Matahari dan planet-planet bergantung pada jumlah materi yang dikandungnya. Mereka menyebar jarak jauh dan selalu berkurang sebagai kebalikan dari kuadrat jarak. Bagaimana gaya gravitasi ini dapat dihitung? Rumus gaya F antara dua benda bermassa m 1 dan m 2 yang terletak pada jarak r adalah:
- F \u003d Gm 1 m 2 / r 2,
di mana G adalah konstanta proporsionalitas, konstanta gravitasi.
Mekanisme fisik gravitasi
Newton tidak sepenuhnya puas dengan teorinya, karena melibatkan interaksi antara benda-benda gravitasi di kejauhan. Orang Inggris yang hebat itu sendiri yakin bahwa pasti ada agen fisik yang bertanggung jawab untuk mentransfer tindakan satu tubuh ke tubuh lain, yang dia bicarakan dengan cukup jelas dalam salah satu suratnya. Tapi saat konsep itu diperkenalkan medan gravitasi, yang menembus semua ruang, datang hanya setelah empat abad. Hari ini, berbicara tentang gravitasi, kita dapat berbicara tentang interaksi benda (kosmik) apa pun dengan medan gravitasi benda lain, yang ukurannya adalah gaya gravitasi yang timbul di antara setiap pasangan benda. Hukum gravitasi universal, yang dirumuskan oleh Newton dalam bentuk di atas, tetap benar dan dikonfirmasi oleh banyak fakta.
Teori gravitasi dan astronomi
Ini telah sangat berhasil diterapkan untuk memecahkan masalah mekanika langit di waktu XVIII dan awal XIX abad. Misalnya, ahli matematika D. Adams dan W. Le Verrier, menganalisis pelanggaran orbit Uranus, menyarankan bahwa gaya gravitasi interaksi dengan planet yang masih belum diketahui bekerja di atasnya. Mereka menunjukkan posisinya yang seharusnya, dan tak lama kemudian astronom I. Galle menemukan Neptunus di sana.
Namun ada satu masalah. Le Verrier menghitung pada tahun 1845 bahwa orbit Merkurius memiliki presesi sebesar 35"" per abad, berbeda dengan nilai nol dari presesi yang diperoleh dari teori Newton. Pengukuran selanjutnya memberi lebih banyak nilai yang tepat 43"". (Presesi yang diamati memang 570""/abad, tetapi perhitungan yang cermat untuk mengurangi pengaruh dari semua planet lain menghasilkan nilai 43"".)
Baru pada tahun 1915 Albert Einstein mampu menjelaskan ketidakkonsistenan ini dalam kaitannya dengan teori gravitasinya. Ternyata Matahari yang masif, seperti benda masif lainnya, membengkokkan ruang-waktu di sekitarnya. Efek ini menyebabkan penyimpangan dalam orbit planet, tetapi Merkurius, sebagai planet terkecil dan terdekat dengan bintang kita, memanifestasikan dirinya paling kuat.
Massa inersia dan gravitasi
Seperti disebutkan di atas, Galileo adalah orang pertama yang mengamati bahwa benda jatuh ke tanah dengan kecepatan yang sama, terlepas dari massanya. Dalam rumus Newton, konsep massa berasal dari dua persamaan yang berbeda. Hukum kedua mengatakan bahwa gaya F yang diterapkan pada benda bermassa m memberikan percepatan sesuai dengan persamaan F = ma.
Namun, gaya gravitasi F yang diterapkan pada suatu benda memenuhi rumus F = mg, di mana g bergantung pada benda lain yang berinteraksi dengan benda yang sedang dipertimbangkan (bumi, biasanya ketika kita berbicara tentang gravitasi). Dalam kedua persamaan, m adalah faktor proporsionalitas, tetapi dalam kasus pertama itu adalah massa inersia, dan yang kedua adalah gravitasi, dan tidak ada alasan yang jelas bahwa mereka harus sama untuk objek fisik apa pun.
Namun, semua eksperimen menunjukkan bahwa memang demikianlah masalahnya.
teori gravitasi einstein
Dia mengambil fakta kesetaraan massa inersia dan gravitasi sebagai titik pangkal untuk teori Anda. Dia mampu membangun persamaan medan gravitasi, persamaan Einstein yang terkenal, dan dengan bantuan mereka menghitung nilai yang benar untuk presesi orbit Merkurius. Mereka juga memberikan nilai terukur untuk pembelokan sinar cahaya yang melewati dekat matahari, dan tidak ada keraguan bahwa mereka mengikuti hasil yang benar untuk gravitasi makroskopik. Teori gravitasi Einstein, atau relativitas umum (GR), sebagaimana ia sendiri menyebutnya, adalah salah satu dari kemenangan terbesar ilmu pengetahuan modern.
Gaya gravitasi adalah percepatan?
Jika Anda tidak dapat membedakan antara massa inersia dan massa gravitasi, maka Anda tidak dapat membedakan antara gravitasi dan percepatan. Eksperimen di medan gravitasi malah dapat dilakukan di lift yang bergerak cepat tanpa adanya gravitasi. Ketika seorang astronot dalam roket berakselerasi, bergerak menjauh dari bumi, ia mengalami gaya gravitasi yang beberapa kali lebih besar dari bumi, dan sebagian besar berasal dari percepatan.
Jika tidak ada yang bisa membedakan gravitasi dari percepatan, maka yang pertama selalu dapat direproduksi oleh percepatan. Sistem di mana percepatan menggantikan gravitasi disebut inersia. Oleh karena itu, Bulan di orbit dekat Bumi juga dapat dianggap sebagai sistem inersia. Namun, sistem ini akan berbeda dari titik ke titik saat medan gravitasi berubah. (Dalam contoh Bulan, medan gravitasi mengubah arah dari satu titik ke titik lain.) Prinsip bahwa selalu mungkin untuk menemukan kerangka inersia pada setiap titik dalam ruang dan waktu di mana fisika mematuhi hukum tanpa gravitasi disebut prinsip kesetaraan.
Gravitasi sebagai manifestasi dari sifat geometris ruang-waktu
Fakta bahwa gaya gravitasi dapat dipandang sebagai percepatan dalam sistem inersia ah koordinat, yang berbeda dari titik ke titik, berarti bahwa gravitasi adalah konsep geometris.
Kita katakan bahwa ruang-waktu itu melengkung. Pertimbangkan sebuah bola di permukaan yang datar. Itu akan berhenti atau, jika tidak ada gesekan, bergerak secara seragam tanpa adanya gaya yang bekerja padanya. Jika permukaannya melengkung, bola akan dipercepat dan bergerak ke titik terendah, memilih cara terpendek. Demikian pula, teori Einstein menyatakan bahwa ruang-waktu empat dimensi melengkung, dan benda bergerak dalam ruang melengkung ini sepanjang garis geodesik, yang sesuai dengan jalur terpendek. Oleh karena itu, medan gravitasi dan gaya yang bekerja di dalamnya tubuh fisik gaya gravitasi adalah besaran geometris, tergantung pada sifat-sifat ruang-waktu, yang berubah paling kuat di dekat benda-benda masif.
21.1. Hukum gravitasi Newton
Interaksi gravitasi melekat pada semua benda material (Gbr. 111).
Beras. 111
Hukum yang menjelaskan gaya-gaya ini, ditemukan oleh I. Newton dan diterbitkan pada tahun 1687, disebut hukum gravitasi universal: dua titik material ditarik dengan gaya yang sebanding dengan produk massa titik-titik ini, berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik-titik dan diarahkan sepanjang garis lurus yang menghubungkan titik-titik ini: 
Karena kekuatan adalah besaran vektor, maka rumus yang menentukan gaya tarik-menarik harus diberikan dalam bentuk vektor.
Untuk melakukan ini, kami memperkenalkan vektor r 12 titik penghubung 1
dan 2
(Gbr. 112). 
Nasi. 112
Maka gaya tarik menarik yang bekerja pada benda kedua dapat ditulis sebagai 
Dalam rumus (1), (2) koefisien proporsionalitas disebut konstanta gravitasi. Nilai besaran ini tidak dapat ditemukan dari yang lain hukum fisika dan ditentukan secara eksperimental. Nilai numerik konstanta gravitasi tergantung pada pilihan sistem satuan, jadi, dalam SI sama dengan: 
Untuk pertama kalinya, konstanta gravitasi diukur secara eksperimental oleh fisikawan Inggris Henry Cavendish. Pada 1798, ia merancang keseimbangan torsi dan menggunakannya untuk mengukur gaya tarik-menarik antara dua bola, membenarkan hukum gravitasi universal; menentukan konstanta gravitasi, massa dan kepadatan rata-rata bumi.
Pertanyaan tentang alam interaksi gravitasi sangat kompleks. I. Newton sendiri memberikan jawaban singkat untuk pertanyaan ini: "Saya tidak menemukan hipotesis", sehingga menolak untuk membahas topik ini. Sudah cukup bahwa hukum gravitasi universal secara kuantitatif menggambarkan interaksi gravitasi dengan tingkat akurasi yang tinggi. Keberhasilan besar mekanika Newton selama hampir dua abad telah ditentukan sebelumnya pendekatan serupa untuk semua ilmu fisika, tidak hanya mekanika: cukup untuk menemukan, menemukan hukum yang menjelaskan dengan benar fenomena fisik dan pelajari cara menerapkannya ke deskripsi kuantitatif fenomena ini.
Jadi, dalam studi gravitasi, diyakini bahwa dengan cara yang tidak dapat dipahami satu benda dapat memengaruhi yang lain, dan pengaruh ini ditransmisikan secara instan, yaitu, perubahan posisi salah satu benda secara instan mengubah gaya yang bekerja pada benda lain. , terlepas dari seberapa jauh tubuh-tubuh ini berada. . Pendekatan umum terhadap sifat interaksi fisik ini disebut teori jangka panjang. Pandangan serupa tentang interaksi benda diperluas ke listrik dan fenomena magnet, studi yang secara aktif dilakukan selama abad ke-18 - ke-19. Hanya di usia 30-an tahun XIX abad fisikawan Inggris M. Faraday untuk interaksi elektromagnetik ketentuan utama teori alternatif tindakan jarak pendek dirumuskan: untuk transmisi interaksi, "perantara" diperlukan, media tertentu yang mentransmisikan interaksi ini; interaksi itu sendiri tidak dapat ditransmisikan secara instan, itu diperlukan waktu tertentu agar perubahan posisi salah satu tubuh dapat "dirasakan" oleh tubuh lain yang berinteraksi. Pada awal abad ke-20, fisikawan Jerman A. Einstein membangun teori gravitasi baru - teori relativitas umum. Dalam kerangka teori ini, interaksi gravitasi dijelaskan sebagai berikut: setiap benda dengan massa mengubah sifat ruang-waktu di sekitarnya (menciptakan medan gravitasi), sementara benda lain bergerak dalam ruang-waktu yang berubah ini (dalam medan gravitasi) , yang mengarah pada munculnya gaya yang dapat diamati, percepatan, dll. Dari sudut pandang ini, ungkapan "berada dalam medan gravitasi" setara dengan ungkapan "gaya gravitasi bertindak."
Kami akan membahas masalah ini nanti dalam studi medan elektromagnetik.
Hal yang paling mencolok tentang fenomena gravitasi adalah bahwa gaya gravitasi sebanding dengan massa benda. Memang, sebelumnya kita berbicara tentang massa sebagai ukuran kelembaman suatu benda. Ternyata massa juga menentukan sifat yang berbeda secara fundamental dari benda-benda material - ini adalah ukuran kemampuan untuk berpartisipasi dalam interaksi gravitasi. Oleh karena itu, kita dapat berbicara tentang dua massa - inersia dan gravitasi. Hukum gravitasi menyatakan bahwa massa ini sebanding satu sama lain. Pernyataan ini telah dikonfirmasi untuk waktu yang lama. fakta yang diketahui: semua benda jatuh ke tanah dengan percepatan yang sama. Proporsionalitas massa gravitasi dan inersia secara eksperimental dikonfirmasi dengan akurasi tinggi dalam karya fisikawan Hungaria Lorand Eötvös. Selanjutnya, proporsionalitas massa inersia dan gravitasi membentuk dasar teori baru gravitasi - teori relativitas umum A. Einstein.
Sebagai kesimpulan, kami mencatat bahwa hukum gravitasi universal dapat diambil sebagai dasar untuk menentukan satuan massa (tentu saja, gravitasi). Misalnya: dua badan titik dari satu massa gravitasi yang terpisah satu meter saling tarik menarik dengan gaya satu H.
Tugas untuk kerja mandiri : tentukan massa dua buah titik yang berjauhan 1,0 m dari satu sama lain dan berinteraksi dengan kekuatan 1.0 N.
Untuk gaya gravitasi, prinsip superposisi berlaku: gaya yang bekerja pada benda titik dari beberapa benda lain sama dengan jumlah gaya yang bekerja dari masing-masing benda. Pernyataan ini juga merupakan generalisasi dari data eksperimen dan properti dasar interaksi gravitasi.
Mari kita lihat prinsip superposisi dari sudut pandang matematika: menurut hukum gravitasi universal, gaya interaksi gravitasi sebanding dengan massa benda-benda ini. Jika ketergantungan pada massa tidak linier, maka prinsip superposisi tidak berlaku. Memang, biarkan massa tubuh saya berinteraksi dengan dua benda titik dengan massa m 1 dan m2. Mari kita menempatkan tubuh secara mental m 1 dan m2 ke satu titik (maka mereka dapat dianggap sebagai satu tubuh). Dalam hal ini, gaya yang bekerja pada tubuh saya, adalah sama dengan:
direpresentasikan sebagai jumlah gaya yang bekerja dari dua benda m 1 dan m2.
Dalam kasus hubungan nonlinier antara gaya dan massa, prinsip superposisi tidak adil.
Hukum gravitasi universal untuk benda titik dan prinsip superposisi memungkinkan, pada prinsipnya, untuk menghitung gaya interaksi antara benda berdimensi berhingga (Gbr. 113). 
Nasi. 113
Untuk melakukan ini, perlu secara mental membagi masing-masing tubuh menjadi bagian-bagian kecil, yang masing-masing dapat dianggap sebagai titik material. Kemudian hitung jumlah ganda gaya interaksi antara semua pasangan titik. PADA kasus umum menghitung jumlah seperti itu adalah masalah matematika yang kompleks.
Kami menekankan bahwa gaya interaksi antara benda berdimensi berhingga dihitung hanya dengan metode pemisahan benda dan penjumlahan berikutnya. Pernyataan bahwa gaya interaksi antara benda dapat dihitung sebagai gaya interaksi yang sama dengan gaya interaksi benda titik yang terletak di pusat massa adalah salah. Untuk mendukung pernyataan ini, pertimbangkan contoh sederhana.
Biarkan salah satu benda yang berinteraksi dianggap sebagai titik material massa saya, dan tubuh kedua dapat direpresentasikan sebagai dua titik material massa yang sama m terletak pada jarak tetap a dari satu sama lain (Gbr. 114). 
Nasi. 114
Semua titik material terletak pada satu garis lurus, kami menunjukkan jarak dari benda pertama ke pusat benda kedua r. gaya tarik menarik yang bekerja pada benda saya, adalah sama dengan: 
Namun, jika kita menghubungkan titik-titik material yang membentuk benda kedua menjadi satu massa 2m, terletak di tengah tubuh, maka gaya interaksi akan sama dengan: 
yang berbeda dari ekspresi (3). Hanya bila r >> a ekspresi (3) masuk ke rumus (2). Perhatikan bahwa dalam hal ini badan kedua harus dianggap sebagai titik material.
pengantar
1. Sebuah penyimpangan kecil dalam perkembangan teori gravitasi
2. Tentang sifat gaya gravitasi
3. Fitur interaksi gravitasi
Kesimpulan
Bibliografi
Lampiran
pengantar
Salah satu aksioma sains modern mengatakan bahwa objek material apa pun di Alam Semesta saling berhubungan oleh gaya gravitasi universal. Berkat kekuatan ini, benda langit terbentuk dan ada - planet, bintang, galaksi, dan Metagalaxy secara keseluruhan. Bentuk dan struktur tubuh ini dan sistem bahan, serta gerak relatif dan interaksi ditentukan oleh keseimbangan dinamis antara gaya gravitasinya dan gaya inersia massa.
Sepanjang hidupnya, seseorang merasakan gravitasi tubuhnya dan benda-benda yang harus dia angkat. Namun, satu setengah abad lebih awal dari Newton dan Hooke, orang Polandia yang terkenal ilmuwan Nikolai Copernicus menulis tentang gravitasi: “Berat tidak lain adalah keinginan alami, yang diberikan bapak alam semesta pada semua partikel, yaitu, untuk bersatu menjadi satu kesatuan yang sama, membentuk benda berbentuk bola. Ulama lain telah mengungkapkan pemikiran serupa. Rumus hukum gravitasi yang ditemukan oleh Newton dan Hooke memungkinkan untuk menghitung orbit planet-planet dengan sangat akurat dan menciptakan model matematis pertama Semesta. Pertanyaan apakah dunia di sekitar kita ada dengan sendirinya atau merupakan produk dari aktivitas pikiran (milik beberapa makhluk yang lebih tinggi atau setiap individu tertentu) adalah inti dari pertanyaan utama filsafat, yang dirumuskan secara klasik sebagai dilema tentang keunggulan materi atau kesadaran. Benda-benda alam di sekitar kita adalah struktur internal, yaitu pada gilirannya, mereka sendiri terdiri dari objek lain (apel terdiri dari sel-sel jaringan tanaman, yang terdiri dari molekul yang merupakan kombinasi atom, dll.). Pada saat yang sama, tingkat organisasi materi dari berbagai kompleksitas muncul secara alami: kosmik, planet, geologis, biologi, kimia, dan fisik.
Apakah distribusi semua materi di alam semesta mempengaruhi aliran atau tidak proses fisik? Apakah ada atau tidak ada hubungan antara interaksi gravitasi dan prinsip ketidakpastian? Tentu saja, ada pertanyaan lain dalam fisika modern yang belum terjawab.
gravitasi ada interaksi melalui pertukaran impuls antara sistem material yang bergerak secara multi arah.
Fitur interaksi gravitasi dapat dipahami dengan mempelajari dinamika sistem gravitasi yang paling nyaman, planet Bumi, berdasarkan kesatuan hukum yang beroperasi di area mana pun realitas fisik. Tetapi perlu untuk mempelajari dinamika Bumi sebagai sistem (hidup) aktif bipolar, dan bukan monolitik, meskipun berlapis-simetris, abstrak. model matematika. Polaritas gaya gravitasi ini disebabkan oleh faktor-faktor berikut.
1. Universalitas gaya gravitasi di alam. Dalam realitas fisik, tidak ada interaksi lain, kecuali interaksi gravitasi.
2. Kembali pada tahun 1936–1937, kemungkinan distribusi kepadatan seperti itu diperoleh oleh Bullen, tetapi dianggap tidak dapat diterima.
3. Perbedaan tegas antara prediksi tekanan maksimum di pusat Bumi dan gravitasi minimum yang ada - satu-satunya alasan (menurut fisika klasik) tekanan tinggi.
4. Kelebihan tonjolan khatulistiwa planet yang sebenarnya (70 m) dan perbedaan antara gradien gravitasi normal, yang berkorelasi dengan perbedaan antara jari-jari khatulistiwa dan kutub, dapat berfungsi sebagai indikator dekompresi cangkang bagian dalam.
5. Sampai saat ini, tidak ada melintang gelombang seismik melewati inti dalam.
6. Perkiraan yang diketahui oleh ahli geofisika kondisi fisik substansi inti menurut perhitungan momen inersia model berongga dan padat planet ini, dan perbandingannya dengan data analisis dinamika sistem Bumi-Bulan dilakukan secara tidak benar.
Diketahui bahwa sebagian besar tata surya (sekitar 99,8%) jatuh pada satu-satunya bintangnya, Matahari. Massa total planet hanya 0,13% dari total. Badan-badan sistem yang tersisa (komet, satelit planet, asteroid, dan materi meteorit) hanya menyumbang 0,0003% dari massa. Dari gambar di atas dapat disimpulkan bahwa hukum Kepler untuk pergerakan planet-planet dalam sistem kita harus dilaksanakan dengan sangat baik.Teori yang sangat menarik tentang asal usul matahari dan planet-planet dari satu awan gas, terkompresi di bawah aksi gaya gravitasi , bertentangan dengan distribusi tidak merata yang diamati torsi(momentum) antara bintang dan planet-planet Model-model asal usul planet-planet akibat penangkapan gravitasi Matahari terhadap benda-benda yang datang dari angkasa jauh, efek-efek yang disebabkan oleh ledakan supernova, dibahas. Dalam sebagian besar "skenario" untuk pengembangan tata surya, keberadaan sabuk asteroid, dengan satu atau lain cara, dikaitkan dengan kedekatannya dengan planet besar sistem.
1. Perjalanan singkat ke dalam pengembangan teori gravitasi Awalnya, diyakini bahwa Bumi tidak bergerak, dan pergerakan benda langit tampak sangat rumit. Galileo adalah salah satu yang pertama menyarankan bahwa planet kita tidak terkecuali dan juga bergerak mengelilingi Matahari. Konsep ini disambut dengan agak permusuhan. Tycho Brahe memutuskan untuk tidak mengambil bagian dalam diskusi, tetapi untuk melakukan pengukuran langsung dari koordinat benda-benda di bola langit. Kemudian, data Tycho datang ke Kepler, yang menemukan penjelasan sederhana untuk lintasan kompleks yang diamati dengan merumuskan tiga hukum gerak planet-planet (dan Bumi) mengelilingi Matahari: 1. Planet-planet bergerak dalam orbit elips, dengan salah satu fokusnya adalah Matahari.2. Kecepatan planet berubah sedemikian rupa sehingga luas yang disapu oleh vektor jari-jarinya sebesar interval yang sama waktu adalah sama.3. Periode orbit planet-planet dalam tata surya yang sama dan poros gandar besar orbitnya terkait oleh hubungan: Pergerakan kompleks planet-planet pada "bola langit" yang diamati dari Bumi, menurut Kepler, muncul sebagai akibat dari penambahan planet-planet ini dalam orbit elips dengan pergerakan pengamat, yang , bersama dengan Bumi, gerakan orbit mengelilingi matahari dan rotasi harian di sekitar poros planet. Bukti langsung rotasi harian Bumi adalah eksperimen yang dibuat oleh Foucault, di mana bidang osilasi pendulum berputar relatif terhadap permukaan Bumi yang berputar. Hukum Kepler dengan sempurna menggambarkan pergerakan planet yang diamati, tetapi tidak mengungkapkan alasan yang menyebabkan pergerakan tersebut (untuk misalnya, dapat dianggap bahwa alasan pergerakan benda-benda di orbit Keplerian adalah kehendak beberapa makhluk atau keinginan benda-benda langit itu sendiri untuk harmoni). Teori gravitasi Newton menunjukkan penyebab yang menentukan pergerakan benda-benda kosmik menurut hukum Kepler, memprediksi dan menjelaskan ciri-ciri pergerakannya dengan lebih tepat. kasus-kasus sulit, memungkinkan untuk menggambarkan banyak fenomena pada skala kosmik dan terestrial dalam istilah yang sama (pergerakan bintang-bintang dalam gugus galaksi dan jatuhnya sebuah apel di permukaan bumi). Newton menemukan ekspresi yang tepat untuk gaya gravitasi timbul dari interaksi dua benda titik (benda yang dimensinya kecil dibandingkan dengan jarak antara mereka), yang, bersama-sama dengan hukum kedua, jika massa planet jauh lebih sedikit massa bintang, menyebabkan persamaan diferensial yang mengakui solusi analitis. Tanpa melibatkan tambahan apa pun ide fisik, murni metode matematika dapat ditunjukkan bahwa, dalam kondisi awal yang sesuai, cukup kecil jarak awal ke bintang dan kecepatan planet) tubuh kosmik akan berputar dalam orbit elips yang tertutup dan stabil di setuju sepenuhnya dengan hukum Kepler (khususnya, hukum kedua Kepler adalah konsekuensi langsung dari hukum kekekalan momentum sudut, yang dipenuhi selama interaksi gravitasi, karena momen gaya relatif terhadap pusat masif selalu nol). Pada kecepatan awal yang cukup tinggi (nilainya tergantung pada massa bintang dan posisi awal) benda kosmik bergerak di sepanjang lintasan hiperbolik, akhirnya bergerak menjauh dari bintang ke jarak yang tak terbatas. Sifat penting dari hukum gravitasi adalah untuk menyimpannya bentuk matematika dalam kasus interaksi gravitasi benda-benda non-titik dalam kasus distribusi massa simetris bola di atas volume. Dalam hal ini, jarak antara pusat-pusat badan ini berperan. 2. Tentang sifat gaya gravitasi Hukum gravitasi universal yang dirumuskan oleh Newton termasuk dalam hukum dasar ilmu alam klasik. Kelemahan metodologis konsep Newton adalah penolakannya untuk membahas mekanisme yang mengarah pada munculnya gaya gravitasi ("Saya tidak menemukan hipotesis"). Setelah Newton, upaya berulang kali dilakukan untuk menciptakan teori gravitasi. Sebagian besar pendekatan dikaitkan dengan apa yang disebut model gravitasi hidrodinamik, mencoba menjelaskan munculnya gaya gravitasi melalui interaksi mekanis benda masif dengan zat perantara, yang satu atau lain nama dikaitkan: "eter", "aliran gravitasi", "vakum", dll. Tarik-menarik antar benda muncul sebagai akibat dari penghalusan Medium, yang terjadi baik ketika diserap oleh benda masif, atau ketika mereka menyaring alirannya. Semua teori ini memiliki kelemahan signifikan yang sama: memprediksi dengan tepat ketergantungan gaya pada jarak, mereka pasti mengarah pada satu lagi efek yang tidak dapat diamati: perlambatan benda yang bergerak relatif terhadap zat yang diperkenalkan. langkah baru dalam perkembangannya konsep interaksi gravitasi dibuat oleh A. Einstein, yang menciptakan teori relativitas umum.
Newton: "Gravitasi ke arah Matahari terdiri dari gravitasi ke arah partikel individu dan, saat bergerak menjauh dari Matahari, berkurang persis sebanding dengan kuadrat jarak bahkan ke orbit Saturnus, yang mengikuti dari yang lain. aphelia planet-planet dan bahkan aphelia komet yang ekstrem, jika saja aphelia ini diam". Fitur interaksi gravitasi ini, yang diterapkan pada kondisi di dalam tubuh, mengarah pada penurunan ketergantungan gaya gravitasi dengan penurunan jarak dari pusat tubuh.
Gravitasi (gravitasi universal, gravitasi)(dari lat. gravitas - "gravitasi") - interaksi fundamental jangka panjang di alam, di mana semua benda material tunduk. Menurut data modern, ini adalah interaksi universal dalam arti bahwa, tidak seperti gaya lainnya, ia memberikan percepatan yang sama ke semua benda tanpa kecuali, berapa pun massanya. Terutama gravitasi memainkan peran yang menentukan dalam skala kosmik. Ketentuan gravitasi juga digunakan sebagai nama cabang fisika yang mempelajari interaksi gravitasi. Modern paling sukses teori fisika dalam fisika klasik, menggambarkan gravitasi, adalah teori relativitas umum, teori kuantum interaksi gravitasi belum dibangun.
Interaksi gravitasi
Interaksi gravitasi adalah salah satu dari empat interaksi mendasar di dunia kita. Dalam mekanika klasik, interaksi gravitasi dijelaskan oleh hukum gravitasi Newton yang mengatakan gaya itu tarikan gravitasi antara dua poin materi massa m 1 dan m 2 dipisahkan oleh jarak R, sebanding dengan kedua massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak - mis.
.Di Sini G- konstanta gravitasi, sama dengan kira-kira 
m³/(kg·s²). Tanda minus berarti bahwa gaya yang bekerja pada tubuh selalu sama dengan arah vektor jari-jari yang diarahkan ke tubuh, yaitu, interaksi gravitasi selalu mengarah pada gaya tarik benda apa pun.
Hukum gravitasi universal adalah salah satu penerapan hukum kuadrat terbalik, yang juga ditemui dalam studi radiasi (lihat, misalnya, Tekanan Cahaya), dan yang merupakan konsekuensi langsung dari peningkatan kuadrat di area bola dengan jari-jari yang meningkat, yang mengarah pada pengurangan kuadrat dalam kontribusi area satuan apa pun ke area seluruh bola.
Tugas paling sederhana dari mekanika langit adalah interaksi gravitasi dua benda di ruang kosong. Masalah ini diselesaikan secara analitis sampai akhir; hasil penyelesaiannya sering dirumuskan dalam tiga hukum Kepler.
Dengan peningkatan jumlah benda yang berinteraksi, masalahnya menjadi jauh lebih rumit. Jadi, masalah tiga tubuh yang sudah terkenal (yaitu, gerakannya tiga tubuh dengan massa bukan nol) tidak dapat diselesaikan secara analitik dalam pandangan umum. Dengan solusi numerik, ketidakstabilan solusi sehubungan dengan kondisi awal terjadi dengan cepat. Ketika diterapkan pada tata surya, ketidakstabilan ini membuat mustahil untuk memprediksi pergerakan planet-planet pada skala yang melebihi seratus juta tahun.
Dalam beberapa kasus khusus, adalah mungkin untuk menemukan solusi perkiraan. Yang paling penting adalah kasus ketika massa satu benda secara signifikan lebih banyak massa badan lain (contoh: tata surya dan dinamika cincin Saturnus). Dalam hal ini, dalam pendekatan pertama, kita dapat mengasumsikan bahwa benda-benda ringan tidak berinteraksi satu sama lain dan bergerak di sepanjang lintasan Keplerian di sekitar benda masif. Interaksi di antara mereka dapat diperhitungkan dalam kerangka teori gangguan, dan dirata-ratakan dari waktu ke waktu. Dalam hal ini, fenomena non-sepele dapat muncul, seperti resonansi, penarik, keacakan, dll. contoh ilustrasi fenomena seperti itu - struktur non-sepele cincin Saturnus.
Meskipun upaya untuk menggambarkan perilaku sistem dari jumlah yang besar menarik benda dengan massa yang kira-kira sama, ini tidak dapat dilakukan karena fenomena kekacauan dinamis.
Medan gravitasi yang kuat
Di medan gravitasi yang kuat, saat bergerak dengan kecepatan relativistik, efek relativitas umum mulai muncul:
- penyimpangan hukum gravitasi dari Newtonian;
- penundaan potensial yang terkait dengan kecepatan propagasi terbatas dari gangguan gravitasi; munculnya gelombang gravitasi;
- efek non-linier: gelombang gravitasi cenderung berinteraksi satu sama lain, sehingga prinsip superposisi gelombang di medan yang kuat tidak lagi dilakukan;
- perubahan geometri ruang-waktu;
- munculnya lubang hitam;
Radiasi gravitasi
Salah satu prediksi penting dari relativitas umum adalah radiasi gravitasi, yang keberadaannya belum dikonfirmasi oleh pengamatan langsung. Namun, ada bukti pengamatan tidak langsung yang mendukung keberadaannya, yaitu: kehilangan energi dalam sistem biner dengan pulsar PSR B1913+16 - pulsar Hulse-Taylor - sesuai dengan model di mana energi ini terbawa. oleh radiasi gravitasi.
Radiasi gravitasi hanya dapat dihasilkan oleh sistem dengan momen kuadrupol variabel atau momen multikutub yang lebih tinggi, fakta ini menunjukkan bahwa radiasi gravitasi sebagian besar sumber alami terarah, yang secara signifikan mempersulit deteksinya. Kekuatan gravitasi aku-sumber poli proporsional (v / c) 2aku + 2 , jika multipol bertipe listrik, dan (v / c) 2aku + 4 - jika multipol tipe magnet, di mana v adalah kecepatan karakteristik sumber dalam sistem radiasi, dan c adalah kecepatan cahaya. Dengan demikian, momen dominan akan menjadi momen kuadrupol tipe listrik, dan kekuatan radiasi yang sesuai sama dengan:
di mana Q sayaj adalah tensor momen kuadrupol dari distribusi massa sistem radiasi. Konstan 
(1/W) memungkinkan untuk memperkirakan urutan besarnya daya radiasi.
Dari tahun 1969 (eksperimen Weber) hingga saat ini (Februari 2007), upaya telah dilakukan untuk mendeteksi radiasi gravitasi secara langsung. Di Amerika Serikat, Eropa dan Jepang di saat ini ada beberapa detektor berbasis darat aktif (GEO 600), serta proyek untuk detektor gravitasi ruang angkasa Republik Tatarstan.
Efek halus dari gravitasi
Selain efek klasik dari tarikan gravitasi dan pelebaran waktu, relativitas umum memprediksi keberadaan manifestasi gravitasi lainnya, yang pada kondisi duniawi sangat lemah dan oleh karena itu deteksi dan verifikasi eksperimentalnya sangat sulit. Sampai saat ini, mengatasi kesulitan-kesulitan ini tampaknya di luar kemampuan para peneliti.
Di antara mereka, khususnya, seseorang dapat menyebutkan hambatan kerangka acuan inersia (atau efek Lense-Thirring) dan medan gravitomagnetik. Pada tahun 2005 peralatan otomatis Gravity Probe B NASA telah melakukan eksperimen dengan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk mengukur efek ini di dekat Bumi, tetapi hasil lengkapnya belum dipublikasikan.
teori gravitasi kuantum
Meskipun lebih dari setengah abad upaya, gravitasi adalah satu-satunya interaksi mendasar yang teori kuantum renormalisasi yang konsisten belum dibangun. Namun, pada energi rendah, dalam semangat teori medan kuantum, interaksi gravitasi dapat direpresentasikan sebagai pertukaran graviton - boson pengukur dengan putaran 2.
Teori Gravitasi Standar
Karena fakta bahwa efek kuantum gravitasi sangat kecil bahkan di bawah kondisi eksperimental dan pengamatan yang paling ekstrem, masih belum ada pengamatan yang dapat diandalkan untuk itu. Estimasi teoritis menunjukkan bahwa dalam sebagian besar kasus adalah mungkin untuk membatasi deskripsi klasik interaksi gravitasi.
Ada kanonik modern teori klasik gravitasi - teori relativitas umum, dan banyak hipotesis dan teori yang menyempurnakannya derajat yang bervariasi pengembangan, bersaing satu sama lain (lihat artikel Teori gravitasi alternatif). Semua teori ini memberikan prediksi yang sangat mirip dalam perkiraan di mana tes eksperimental saat ini sedang dilakukan. Berikut ini adalah beberapa yang utama, paling berkembang dengan baik atau teori yang diketahui gravitasi.
- Gravitasi bukanlah medan geometris, tetapi medan gaya fisik nyata yang dijelaskan oleh tensor.
- Fenomena gravitasi harus dipertimbangkan dalam kerangka ruang datar Minkowski, di mana hukum kekekalan energi-momentum dan momentum sudut terpenuhi dengan jelas. Kemudian gerakan benda-benda di ruang Minkowski setara dengan gerakan benda-benda ini di ruang Riemannian efektif.
- Dalam persamaan tensor, untuk menentukan metrik, seseorang harus memperhitungkan massa graviton, dan juga menggunakan kondisi pengukur yang terkait dengan metrik ruang Minkowski. Ini tidak memungkinkan penghancuran medan gravitasi bahkan secara lokal dengan memilih beberapa kerangka acuan yang sesuai.
Seperti dalam relativitas umum, dalam RTG, materi mengacu pada semua bentuk materi (termasuk medan elektromagnetik), kecuali medan gravitasi itu sendiri. Konsekuensi dari teori RTG adalah sebagai berikut: lubang hitam sebagai objek fisik yang diprediksi dalam relativitas umum tidak ada; Alam semesta itu datar, homogen, isotropik, tidak bergerak dan Euclidean.
Di sisi lain, setidaknya ada argumen yang meyakinkan penentang RTG, yang bermuara pada ketentuan sebagai berikut:
Hal serupa terjadi di RTG, di mana persamaan tensor kedua diperkenalkan untuk memperhitungkan hubungan antara ruang non-Euclidean dan ruang Minkowski. Karena adanya parameter fitting tak berdimensi dalam teori Jordan-Brans-Dicke, menjadi mungkin untuk memilihnya sehingga hasil teori bertepatan dengan hasil eksperimen gravitasi.
| Teori gravitasi | ||||||||
|
Sumber dan catatan
literatur
- Vizgin V.P. Teori gravitasi relativistik (asal-usul dan pembentukan, 1900-1915). M.: Nauka, 1981. - 352c.
- Vizgin V.P. teori terpadu pada sepertiga pertama abad kedua puluh. M.: Nauka, 1985. - 304c.
- Ivanenko D. D., Sardanashvili G. A. Gravitasi, edisi ke-3. M.: URSS, 2008. - 200p.
Lihat juga
- gravimeter
Tautan
- Hukum gravitasi universal atau "Mengapa bulan tidak jatuh ke Bumi?" - Hanya tentang kompleks
| Subbagian utama dalam fisika | |
|---|---|
| Fisika eksperimental Fisika teoretis | |
| Agrofisika Akustik Astrofisika Fisika atom, molekul dan optik Biofisika Geofisika Dinamika (Termodinamika Hidrodinamika) Fisika Matematika fisika medis Metafisika Mekanika (Mekanika klasik Mekanika kuantum Mekanika statistik) Fisika naif Neurofisika Statika (Hidrostatika) Teori medan kuantum Relativitas (Teori Khusus Teori Umum) Fisika Atmosfer Fisika Benda Terkondensasi Fisika Plasma Fisika Tanah | |
6.7 Energi potensial gaya tarik gravitasi.
Semua benda bermassa tertarik satu sama lain dengan gaya yang mematuhi hukum gravitasi universal oleh I. Newton. Oleh karena itu, benda yang menarik memiliki energi interaksi.
Kami akan menunjukkan bahwa kerja gaya gravitasi tidak bergantung pada bentuk lintasan, yaitu gaya gravitasi juga potensial. Untuk melakukan ini, pertimbangkan gerakan benda kecil dengan massa m berinteraksi dengan tubuh massa besar lainnya M, yang akan kita asumsikan telah diperbaiki (Gbr. 90). Sebagai berikut dari hukum Newton, gaya \(~\vec F\) yang bekerja antara benda diarahkan sepanjang garis yang menghubungkan benda-benda ini. Karena itu, ketika tubuh bergerak m sepanjang busur lingkaran yang berpusat pada titik di mana tubuh berada M, kerja gaya gravitasi adalah nol, karena vektor gaya dan perpindahan tetap saling tegak lurus sepanjang waktu. Saat bergerak di sepanjang segmen yang diarahkan ke pusat tubuh M, vektor perpindahan dan gaya sejajar, oleh karena itu, dalam hal ini, ketika benda saling mendekat, kerja gaya gravitasi positif, dan ketika benda menjauh, itu negatif. Selanjutnya, kita perhatikan bahwa selama gerak radial, kerja gaya tarik menarik hanya bergantung pada jarak awal dan akhir antara benda. Jadi ketika bergerak sepanjang segmen (lihat Gambar 91) DE dan D 1 E 1 pekerjaan sempurna adalah sama, karena hukum perubahan gaya dari jarak pada kedua segmen adalah sama. Akhirnya, lintasan tubuh yang sewenang-wenang m dapat dibagi menjadi satu set bagian busur dan radial (misalnya, garis putus-putus ABCDE). Ketika bergerak di sepanjang busur, pekerjaan sama dengan nol, ketika bergerak di sepanjang segmen radial, pekerjaan tidak bergantung pada posisi segmen ini - oleh karena itu, pekerjaan gaya gravitasi hanya bergantung pada jarak awal dan akhir antara benda, yang harus dibuktikan.
Perhatikan bahwa dalam membuktikan potensi, kami hanya menggunakan fakta bahwa gaya gravitasi adalah pusat, yaitu, diarahkan sepanjang garis lurus yang menghubungkan benda-benda, dan tidak menyebutkan bentuk konkret kekuatan versus jarak. Karena itu, semua kekuatan pusat adalah potensial.
Kami telah membuktikan potensi gaya interaksi gravitasi antara dua benda titik. Tetapi untuk interaksi gravitasi, prinsip superposisi valid - gaya yang bekerja pada benda dari sisi sistem benda titik sama dengan jumlah gaya interaksi pasangan, yang masing-masing potensial, oleh karena itu, jumlah mereka adalah juga potensial. Memang, jika kerja setiap gaya interaksi pasangan tidak bergantung pada lintasan, maka jumlah mereka juga tidak bergantung pada bentuk lintasan. Dengan demikian, semua gaya gravitasi adalah potensial.
Tetap bagi kita untuk mendapatkan ekspresi konkret untuk energi potensial dari interaksi gravitasi.
Untuk menghitung kerja gaya tarik menarik antara dua benda titik, cukup menghitung kerja ini ketika bergerak sepanjang segmen radial dengan perubahan jarak dari r 1 sampai r 2 (Gbr. 92).
Lain kali kita akan menggunakan metode grafis, di mana kita membangun ketergantungan gaya tarik \(~F = G \frac(mM)(r^2)\) pada jarak r antara benda, maka area di bawah grafik ketergantungan ini dalam batas yang ditunjukkan akan sama dengan pekerjaan yang diinginkan (Gbr. 93). Perhitungan area ini tidak terlalu tugas yang sulit, yang membutuhkan, bagaimanapun, pengetahuan dan keterampilan matematika tertentu. Tanpa masuk ke rincian perhitungan ini, kami menyajikan hasil akhir, untuk ketergantungan gaya yang diberikan pada jarak, area di bawah grafik, atau pekerjaan gaya tarik-menarik ditentukan oleh rumus
\(~A_(12) = GmM \left(\frac(1)(r_2) - \frac(1)(r_1) \right)\) .
Karena kita telah membuktikan bahwa gaya gravitasi adalah potensial, usaha ini sama dengan penurunan energi potensial interaksi, yaitu
\(~A_(12) = GmM \left(\frac(1)(r_2) - \frac(1)(r_1) \kanan) = -\Delta U = -(U_2 - U_1)\) .
Dari ekspresi ini, seseorang dapat menentukan ekspresi untuk energi potensial dari interaksi gravitasi
\(~U(r) = - G \frac(mM)(r)\) . (satu)
Dengan definisi ini, energi potensial adalah negatif dan cenderung nol pada jarak tak terhingga antara benda \(~U(\infty) = 0\) . Rumus (1) menentukan usaha yang akan dilakukan oleh gaya tarik-menarik gravitasi dengan bertambahnya jarak dari r hingga tak terhingga, karena dengan gerakan seperti itu vektor gaya dan perpindahan diarahkan ke arah yang berlawanan, maka pekerjaan ini negatif. Pada gerakan berlawanan, ketika benda mendekat dari jarak tak terhingga ke jarak, kerja gaya tarik-menarik akan positif. Usaha ini dapat dihitung dengan definisi energi potensial \(~A_(\infty \to r)U(r) = - (U(\infty)- U(r)) = G \frac(mM)(r) \) .
Kami menekankan bahwa energi potensial adalah karakteristik interaksi setidaknya dua benda. Mustahil untuk mengatakan bahwa energi interaksi "milik" salah satu benda, atau bagaimana "membagi energi ini di antara benda-benda." Oleh karena itu, ketika kita berbicara tentang perubahan energi potensial, yang kita maksud adalah perubahan energi dari sistem benda yang berinteraksi. Namun, dalam beberapa kasus masih diperbolehkan untuk berbicara tentang perubahan energi potensial dari satu benda. Jadi, ketika menggambarkan gerakan benda kecil, dibandingkan dengan Bumi, di medan gravitasi Bumi, kita berbicara tentang gaya yang bekerja pada benda dari Bumi, sebagai suatu peraturan, tanpa menyebutkan dan tidak memperhitungkan gaya yang sama yang bekerja dari tubuh di Bumi. Faktanya adalah bahwa dengan massa Bumi yang sangat besar, perubahan kecepatannya semakin kecil. Oleh karena itu, perubahan energi potensial interaksi menyebabkan perubahan yang nyata energi kinetik tubuh dan perubahan yang sangat kecil dalam energi kinetik bumi. Dalam situasi seperti itu, diperbolehkan untuk berbicara tentang energi potensial benda di dekat permukaan bumi, yaitu, untuk "mengatribusikan" seluruh energi interaksi gravitasi tubuh kecil. Dalam kasus umum, seseorang dapat berbicara tentang energi potensial dari tubuh individu jika tubuh berinteraksi lainnya tidak bergerak.
Kami telah berulang kali menekankan bahwa titik di mana energi potensial dianggap nol dipilih secara sewenang-wenang. PADA kasus ini titik seperti itu ternyata tak terbatas titik jarak jauh. Dalam arti tertentu, kesimpulan yang tidak biasa ini dapat dianggap masuk akal: memang, interaksi menghilang pada jarak tak terbatas - energi potensial juga menghilang. Dari sudut pandang ini, tanda energi potensial juga terlihat logis. Memang, untuk menghancurkan dua tubuh yang menarik kekuatan luar harus melakukan pekerjaan positif, oleh karena itu, dalam proses seperti itu, energi potensial sistem harus meningkat: di sini ia meningkat, meningkat dan ... menjadi sama dengan nol! Jika benda-benda yang menarik itu bersentuhan, maka gaya tarik-menarik tidak dapat melakukan kerja positif, tetapi jika benda-benda tersebut terpisah, maka usaha tersebut dapat dilakukan ketika benda-benda tersebut saling mendekat. Oleh karena itu, sering dikatakan bahwa tubuh yang menarik memiliki energi negatif, dan energi benda yang menolak adalah positif. Pernyataan ini benar hanya jika tingkat energi potensial nol dipilih pada tak terhingga.
Jadi jika dua benda dihubungkan oleh pegas, maka dengan bertambahnya jarak antara benda tersebut, gaya tarik menarik akan bekerja di antara mereka, tetapi energi interaksinya positif. Jangan lupa bahwa tingkat energi potensial nol sesuai dengan keadaan pegas yang tidak berbentuk (dan bukan tak terhingga).
