Isaac Newton sugeriu que entre quaisquer corpos na natureza existem forças de atração mútua. Essas forças são chamadas forças da gravidade ou forças da gravidade. A força da gravidade irreprimível se manifesta no espaço, no sistema solar e na Terra.

Lei da gravidade

Newton generalizou as leis do movimento dos corpos celestes e descobriu que a força \(F\) é igual a:

\[ F = G \dfrac(m_1 m_2)(R^2) \]

onde \(m_1 \) e \(m_2 \) são as massas dos corpos que interagem, \(R \) é a distância entre eles, \(G \) é o coeficiente de proporcionalidade, que é chamado constante gravitacional. O valor numérico da constante gravitacional foi determinado experimentalmente por Cavendish, medindo a força de interação entre bolas de chumbo.

O significado físico da constante gravitacional decorre da lei da gravitação universal. Se um \(m_1 = m_2 = 1 \text(kg) \), \(R = 1 \text(m) \) , então \(G = F \) , ou seja, a constante gravitacional é igual à força com que dois corpos de 1 kg são atraídos a uma distância de 1 m.

Valor numérico:

\(G = 6,67 \cdot() 10^(-11) N \cdot() m^2/ kg^2 \) .

As forças da gravitação universal atuam entre quaisquer corpos na natureza, mas tornam-se tangíveis em grandes massas (ou se pelo menos a massa de um dos corpos for grande). A lei da gravitação universal é cumprida apenas para pontos materiais e bolas (neste caso, a distância entre os centros das bolas é tomada como distância).

Gravidade

Um tipo especial de força gravitacional universal é a força de atração dos corpos para a Terra (ou para outro planeta). Essa força é chamada gravidade. Sob a ação dessa força, todos os corpos adquirem aceleração de queda livre.

De acordo com a segunda lei de Newton \(g = F_T /m \) , portanto \(F_T = mg \) .

Se M é a massa da Terra, R é o seu raio, m é a massa do corpo dado, então a força da gravidade é igual a

\(F = G \dfrac(M)(R^2)m = mg\) .

A força da gravidade é sempre direcionada para o centro da Terra. Dependendo da altura \(h\) acima da superfície da Terra e da latitude geográfica da posição do corpo, a aceleração de queda livre adquire valores diferentes. Na superfície da Terra e nas latitudes médias, a aceleração de queda livre é de 9,831 m/s 2 .

Peso corporal

Na tecnologia e na vida cotidiana, o conceito de peso corporal é amplamente utilizado.

Peso corporal denotado por \(P \) . A unidade de peso é newton (N). Como o peso é igual à força com que o corpo atua sobre o suporte, então, de acordo com a terceira lei de Newton, o peso do corpo é igual em magnitude à força de reação do suporte. Portanto, para encontrar o peso do corpo, é necessário determinar qual é a força de reação do suporte.

Assume-se que o corpo está imóvel em relação ao suporte ou suspensão.

O peso corporal e a gravidade diferem em natureza: o peso corporal é uma manifestação da ação de forças intermoleculares, e a gravidade tem uma natureza gravitacional.

O estado de um corpo em que seu peso é zero é chamado ausência de peso. O estado de ausência de peso é observado em um avião ou espaçonave quando se move com a aceleração de queda livre, independentemente da direção e valor da velocidade de seu movimento. Fora da atmosfera terrestre, quando os motores a jato são desligados, apenas a força da gravitação universal atua sobre a espaçonave. Sob a ação dessa força, a espaçonave e todos os corpos nela se movem com a mesma aceleração, de modo que o estado de ausência de peso é observado na nave.

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Decidi, com o melhor de minha habilidade e habilidade, focar na iluminação com mais detalhes. herança científica Acadêmico Nikolai Viktorovich Levashov, porque vejo que hoje suas obras ainda não estão na demanda que deveriam estar em uma sociedade de pessoas verdadeiramente livres e razoáveis. as pessoas ainda não entendo o valor e a importância de seus livros e artigos, porque não dão conta da extensão do engano em que vivemos nos últimos dois séculos; não entendem que as informações sobre a natureza, que consideramos familiares e, portanto, verdadeiras, são 100% falso; e eles nos são deliberadamente impostos para esconder a verdade e impedir que nos desenvolvamos na direção certa ...

Lei da gravidade

Por que precisamos lidar com essa gravidade? Há mais alguma coisa que não sabemos sobre ela? O que você está! Já sabemos muito sobre gravidade! Por exemplo, a Wikipedia gentilmente nos informa que « gravidade (atração, no mundo todo, gravidade) (de lat. gravitas - "gravidade") - uma interação fundamental universal entre todos os corpos materiais. Na aproximação de baixas velocidades e interação gravitacional fraca, ela é descrita pela teoria da gravitação de Newton, no caso geral é descrita pela teoria geral da relatividade de Einstein..." Aqueles. Simplificando, esta tagarela da Internet diz que a gravidade é a interação entre todos os corpos materiais, e ainda mais simplesmente - atração mutua corpos materiais entre si.

Devemos a aparência de tal opinião ao camarada. Isaac Newton, creditado com a descoberta em 1687 "Lei da gravidade", segundo a qual todos os corpos são supostamente atraídos uns pelos outros na proporção de suas massas e inversamente proporcionais ao quadrado da distância entre eles. Estou feliz por isso camarada. Isaac Newton é descrito em Pedia como um cientista altamente educado, ao contrário do camarada. quem é creditado com a descoberta eletricidade…

É interessante observar a dimensão da "Força de Atração" ou "Força da Gravidade", que decorre do Com. Isaac Newton, tendo a seguinte forma: F=m 1 *m2 /r2

O numerador é o produto das massas dos dois corpos. Isso dá a dimensão de "quilogramas ao quadrado" - kg 2. O denominador é "distância" ao quadrado, ou seja, metros quadrados - m 2. Mas a força não é medida em estranho kg 2 / m 2, e não menos estranho kg * m / s 2! Acontece que é uma incompatibilidade. Para removê-lo, os "cientistas" criaram um coeficiente, o chamado. "constante gravitacional" G , igual a aproximadamente 6,67545×10 −11 m³/(kg s²). Se agora multiplicarmos tudo, obteremos a dimensão correta de "Gravidade" em kg * m / s 2, e esse abracadabra é chamado em física "newton", ou seja força na física de hoje é medida em "".

Interessante: o que significado físico tem um coeficiente G , para algo que reduz o resultado em 600 bilhões de vezes? Nenhum! "Cientistas" o chamaram de "coeficiente de proporcionalidade". E eles trouxeram para ajuste dimensão e resultado sob o mais desejado! Esse é o tipo de ciência que temos hoje... Deve-se notar que, para confundir os cientistas e esconder as contradições, os sistemas de medição mudaram várias vezes na física - os chamados. "sistemas de unidades". Aqui estão os nomes de alguns deles, substituindo uns aos outros, conforme surgiu a necessidade de criar os próximos disfarces: MTS, MKGSS, SGS, SI...

Seria interessante perguntar ao camarada. Isaque: um como ele adivinhou que existe um processo natural de atração de corpos entre si? Como ele adivinhou que a “Força de Atração” é proporcional precisamente ao produto das massas de dois corpos, e não à sua soma ou diferença? Quão ele compreendeu com tanto sucesso que essa Força é inversamente proporcional precisamente ao quadrado da distância entre os corpos, e não ao cubo, à duplicação ou à potência fracionária? Onde no camarada apareceu tais suposições inexplicáveis ​​350 anos atrás? Afinal, ele não realizou nenhum experimento nessa área! E, se você acredita na versão tradicional da história, naqueles dias até os governantes ainda não eram completamente iguais, mas aqui uma visão tão inexplicável, simplesmente fantástica! Onde?

Sim do nada! Tov. Isaac não sabia nada do tipo, nem investigou nada do tipo, e não abriu. Por quê? Porque na realidade o processo físico " atração telefone" um para o outro não existe, e, portanto, não há Lei que descreva esse processo (isso será comprovado de forma convincente a seguir)! Na realidade, camarada Newton em nossa indistinta, apenas atribuído a descoberta da lei da "Gravitação Universal", atribuindo-lhe simultaneamente o título de "um dos fundadores da física clássica"; da mesma forma que camarada foi atribuída uma vez. bem Franklin, que tinha 2 aulas Educação. Na “Europa Medieval”, isso não aconteceu: havia muita tensão não só com as ciências, mas simplesmente com a vida...

Mas, felizmente para nós, no final do século passado, o cientista russo Nikolai Levashov escreveu vários livros nos quais deu "alfabeto e gramática" conhecimento não distorcido; devolveu aos terráqueos o paradigma científico anteriormente destruído, com a ajuda do qual facilmente explicado quase todos os mistérios "insolúveis" da natureza terrena; explicou os fundamentos da estrutura do Universo; mostrou sob quais condições em todos os planetas em que as condições necessárias e suficientes aparecem, Vida- viver importa. Ele explicou que tipo de matéria pode ser considerada viva, e o que significado físico processo natural chamado vida". Em seguida, explicou quando e em que condições a "matéria viva" adquire Inteligência, ou seja percebe sua existência - torna-se inteligente. Nikolai Viktorovich Levashov transmitido às pessoas em seus livros e filmes muito conhecimento não distorcido. Ele também explicou o que "gravidade", de onde vem, como funciona, qual é o seu real significado físico. Acima de tudo isso está escrito em livros e. E agora vamos lidar com a "Lei da Gravitação Universal"...

A "Lei da Gravidade" é uma farsa!

Por que critico com tanta ousadia e confiança a física, a "descoberta" do camarada. Isaac Newton e a própria "grande" "Lei da Gravitação Universal"? Sim, porque esta “Lei” é uma ficção! Decepção! Ficção! Um golpe mundial para levar a ciência terrena a um beco sem saída! O mesmo golpe com os mesmos objetivos do notório camarada da "Teoria da Relatividade". Einstein.

Prova de? Por favor, aqui estão eles: muito precisos, rigorosos e convincentes. Eles foram esplendidamente descritos pelo autor O.Kh. Derevensky em seu maravilhoso artigo. Devido ao fato de que o artigo é bastante volumoso, darei aqui uma versão muito breve de algumas das evidências da falsidade da "Lei da Gravidade Universal", e os cidadãos que estiverem interessados ​​nos detalhes lerão o resto por si mesmos .

1. Em nosso sol sistema apenas os planetas e a Lua, satélite da Terra, têm gravidade. Os satélites dos outros planetas, e há mais de seis dúzias deles, não têm gravidade! Esta informação é totalmente aberta, mas não divulgada por pessoas "científicas", porque é inexplicável do ponto de vista de sua "ciência". Aqueles. b cerca de A maioria dos objetos em nosso sistema solar não tem gravidade - eles não se atraem! E isso refuta completamente a "Lei da Gravidade Geral".

2. Experiência Henry Cavendish ao atrair espaços em branco maciços entre si é considerado uma prova irrefutável da presença de atração entre os corpos. No entanto, apesar de sua simplicidade, essa experiência não é reproduzida abertamente em nenhum lugar. Aparentemente, porque não dá o efeito que algumas pessoas já anunciaram. Aqueles. hoje, com a possibilidade de verificação rigorosa, a experiência não mostra nenhuma atração entre os corpos!

3. Lançamento de um satélite artificial em órbita ao redor do asteróide. Em meados de fevereiro 2000 os americanos dirigiram uma sonda espacial APROXIMAR perto o suficiente do asteróide Eros, nivelou as velocidades e começou a aguardar a captura da sonda pela gravidade de Eros, ou seja, quando o satélite é suavemente atraído pela gravidade do asteróide.

Mas por algum motivo o primeiro encontro não deu certo. A segunda e subsequentes tentativas de se render a Eros tiveram exatamente o mesmo efeito: Eros não queria atrair a sonda americana APROXIMAR, e sem trabalho do motor, a sonda não ficou perto de Eros . Esta data espacial terminou em nada. Aqueles. sem atração entre sonda com massa 805 kg e um asteróide pesando mais de 6 trilhões toneladas não foram encontradas.

Aqui é impossível não notar a teimosia inexplicável dos americanos da NASA, porque o cientista russo Nikolai Levashov, morando na época nos Estados Unidos, que então considerava um país completamente normal, escreveu, traduziu para o inglês e publicou em 1994 ano de seu famoso livro, no qual ele explicava tudo o que os especialistas da NASA precisavam saber para fazer sua sonda APROXIMAR não ficou como um pedaço de ferro inútil no espaço, mas trouxe pelo menos algum benefício para a sociedade. Mas, aparentemente, a presunção exorbitante pregou uma peça nos “cientistas” de lá.

4. Próxima tentativa repita o experimento erótico com o asteróide japonês. Eles escolheram um asteroide chamado Itokawa e o enviaram em 9 de maio 2003 ano para ele uma sonda chamada ("Falcon"). Em setembro 2005 ano, a sonda se aproximou do asteróide a uma distância de 20 km.

Tendo em conta a experiência dos “americanos estúpidos”, os inteligentes japoneses equiparam a sua sonda com vários motores e um sistema autónomo de navegação de curto alcance com telêmetros a laser, para que pudesse aproximar-se do asteroide e deslocar-se à sua volta automaticamente, sem a participação de operadores terrestres. “O primeiro número deste programa foi uma comédia com o pouso de um pequeno robô de pesquisa na superfície de um asteroide. A sonda desceu até a altura calculada e cuidadosamente derrubou o robô, que deveria cair lenta e suavemente na superfície. Mas... não caiu. Lento e suave ele se deixou levar em algum lugar longe do asteróide. Lá ele desapareceu... O próximo número do programa acabou sendo, novamente, um truque de comédia com um pouso curto da sonda na superfície "para tirar uma amostra do solo". Surgiu como uma comédia porque, para garantir o melhor desempenho dos telêmetros a laser, uma bola de marcador refletiva foi lançada na superfície do asteroide. Também não havia motores nesta bola e ... em resumo, não havia bola no lugar certo ... Assim o Sokol japonês pousou em Itokawa, e o que ele fazia se sentasse, a ciência faz não sei ... "Conclusão: o milagre japonês de Hayabusa não foi capaz de descobrir sem atração entre o terra da sonda 510 kg e um asteróide com massa 35 000 toneladas.

Separadamente, gostaria de observar que uma explicação exaustiva da natureza da gravidade por um cientista russo Nikolai Levashov deu em seu livro, que ele publicou pela primeira vez em 2002 ano - quase um ano e meio antes do início do "Falcon" japonês. E, apesar disso, os "cientistas" japoneses seguiram exatamente os passos de seus colegas americanos e repetiram cuidadosamente todos os seus erros, incluindo o pouso. Aqui está uma continuidade tão interessante do "pensamento científico"...

5. De onde vêm as ondas de calor? Um fenômeno muito interessante descrito na literatura, para dizer o mínimo, não é totalmente correto. “... Existem livros didáticos sobre física, onde está escrito o que deveria ser - de acordo com a "lei da gravitação universal". Há também livros didáticos oceanografia, onde está escrito o que são, marés, na verdade.

Se a lei da gravitação universal opera aqui, e a água do oceano é atraída, inclusive para o Sol e a Lua, então os padrões "físico" e "oceanográfico" das marés devem coincidir. Então eles combinam ou não? Acontece que dizer que eles não combinam é não dizer nada. Porque as imagens "físicas" e "oceanográficas" não têm nenhuma relação nada em comum... O quadro real dos fenômenos das marés é tão diferente do teórico - tanto qualitativa quanto quantitativamente - que, com base em tal teoria, as marés podem ser previstas impossível. Sim, ninguém está tentando fazer isso. Não é louco, afinal. Eles fazem isso: para cada porto ou outro ponto de interesse, a dinâmica do nível do oceano é modelada pela soma das oscilações com amplitudes e fases que são encontradas puramente empiricamente. E então eles extrapolam essa soma de flutuações para frente - então você obtém os pré-cálculos. Os capitães dos navios estão felizes - bem, tudo bem! .. ”Isso tudo significa que nossas marés terrestres também são não obedeça"Lei da gravitação universal".

O que é realmente a gravidade

A verdadeira natureza da gravidade pela primeira vez na história moderna foi claramente descrita pelo acadêmico Nikolai Levashov em um trabalho científico fundamental. Para que o leitor entenda melhor o que foi escrito sobre a gravidade, darei uma pequena explicação preliminar.

O espaço ao nosso redor não está vazio. Está tudo completamente cheio de muitos assuntos diferentes, que o acadêmico N.V. Levashov nomeado "primeiro assunto". Anteriormente, os cientistas chamavam todo esse tumulto de matéria "éter" e até recebeu evidências convincentes de sua existência (os famosos experimentos de Dayton Miller, descritos no artigo de Nikolai Levashov "Teoria do Universo e Realidade Objetiva"). Os "cientistas" modernos foram muito mais longe e agora "éter" chamado "matéria escura". Enorme progresso! Algumas matérias no "éter" interagem umas com as outras em um grau ou outro, outras não. E alguma matéria primária começa a interagir entre si, caindo em condições externas alteradas em certa curvatura do espaço (heterogeneidades).

A curvatura do espaço aparece como resultado de várias explosões, incluindo "explosões de supernovas". « Quando uma supernova explode, ocorrem flutuações na dimensionalidade do espaço, semelhantes às ondas que aparecem na superfície da água após o lançamento de uma pedra. As massas de matéria ejetadas durante a explosão preenchem essas heterogeneidades na dimensionalidade do espaço ao redor da estrela. A partir dessas massas de matéria, planetas ( e ) começam a se formar..."

Aqueles. os planetas não são formados a partir de detritos espaciais, como afirmam os “cientistas” modernos por algum motivo, mas são sintetizados a partir da matéria das estrelas e outras matérias primárias que começam a interagir entre si em heterogeneidades adequadas de espaço e formam o chamado. "matéria híbrida". É a partir dessas “matérias híbridas” que os planetas e tudo mais em nosso espaço são formados. Nosso planeta, assim como o resto dos planetas, não é apenas um "pedaço de pedra", mas um sistema muito complexo composto por várias esferas aninhadas umas nas outras (veja). A esfera mais densa é chamada de "nível fisicamente denso" - isso é o que vemos, o chamado. mundo físico. Segundo em termos de densidade, uma esfera um pouco maior é a chamada. "nível material etéreo" do planeta. Terceiro esfera - "nível material astral". 4º a esfera é o "primeiro nível mental" do planeta. Quinto a esfera é o "segundo nível mental" do planeta. E sexto a esfera é o "terceiro nível mental" do planeta.

Nosso planeta deve ser considerado apenas como a totalidade desses seis esferas– seis níveis materiais do planeta aninhados um no outro. Somente neste caso é possível obter uma visão completa da estrutura e propriedades do planeta e dos processos que ocorrem na natureza. O fato de ainda não podermos observar os processos que ocorrem fora da esfera fisicamente densa de nosso planeta não indica que “não há nada lá”, mas apenas que atualmente nossos órgãos dos sentidos não estão adaptados pela natureza para esses propósitos. E mais uma coisa: nosso Universo, nosso planeta Terra e tudo mais em nosso Universo é formado a partir de Sete vários tipos de matéria primária fundidos em seis materiais híbridos. E não é divino nem único. Esta é apenas uma estrutura qualitativa do nosso Universo, devido às propriedades da heterogeneidade em que se formou.

Vamos continuar: os planetas são formados pela fusão da matéria primária correspondente nas áreas de heterogeneidades do espaço que possuem propriedades e qualidades adequadas para isso. Mas nestas, como em todas as outras regiões do espaço, um grande número de matéria prima(formas livres de matéria) de vários tipos, não interagindo ou interagindo muito fracamente com matérias híbridas. Entrando na área da heterogeneidade, muitas dessas matérias primárias são afetadas por essa heterogeneidade e correm para o seu centro, de acordo com o gradiente (diferença) do espaço. E, se um planeta já se formou no centro dessa heterogeneidade, então a matéria primária, movendo-se em direção ao centro da heterogeneidade (e ao centro do planeta), cria fluxo direcional, que cria o chamado. campo gravitacional. E, consequentemente, sob gravidade você e eu precisamos entender o impacto do fluxo direcionado da matéria primária em tudo o que está em seu caminho. Ou seja, para simplificar, gravidade é pressão objetos materiais para a superfície do planeta pelo fluxo de matéria primária.

Não é, realidadeé muito diferente da lei fictícia da "atração mútua", que supostamente existe em todos os lugares sem uma razão clara. A realidade é muito mais interessante, muito mais complexa e muito mais simples ao mesmo tempo. Portanto, a física dos processos naturais reais é muito mais fácil de entender do que os fictícios. E o uso do conhecimento real leva a descobertas reais e ao uso efetivo dessas descobertas, e não sugados do dedo.

anti-gravidade

Como exemplo da ciência atual profanidade pode-se analisar brevemente a explicação dos "cientistas" para o fato de que "os raios de luz são dobrados perto de grandes massas" e, portanto, podemos ver que ela está fechada para nós por estrelas e planetas.

De fato, podemos observar objetos no Cosmos que estão escondidos de nós por outros objetos, mas esse fenômeno não tem nada a ver com as massas de objetos, porque o fenômeno “universal” não existe, ou seja, sem estrelas, sem planetas NÃO não atraia raios para si e não dobre sua trajetória! Por que então eles são "curvados"? Há uma resposta muito simples e convincente para esta pergunta: os raios não são dobrados! Eles apenas não se espalhe em linha reta, como estamos acostumados a entender, e de acordo com forma de espaço. Se considerarmos um feixe passando perto de um grande corpo cósmico, devemos ter em mente que o feixe gira em torno desse corpo, porque é forçado a seguir a curvatura do espaço, como se fosse ao longo de uma estrada da forma correspondente. E simplesmente não há outro caminho para o feixe. O feixe não pode deixar de dar a volta neste corpo, porque o espaço nesta área tem uma forma tão curva... Pequeno para o que foi dito.

Agora, voltando a anti-gravidade, fica claro por que a humanidade nunca pode pegar essa desagradável "anti-gravidade" ou alcançar pelo menos algo do que os espertos funcionários da fábrica de sonhos nos mostram na TV. Somos especificamente forçados há mais de cem anos, motores de combustão interna ou motores a jato têm sido usados ​​em quase todos os lugares, embora estejam muito longe de serem perfeitos tanto em termos de princípio de operação quanto em design e eficiência. Somos especificamente forçados minerar usando vários geradores de tamanhos ciclópicos, e então transmitir essa energia através de fios, onde b cerca de a maioria está espalhada no espaço! Somos especificamente forçados viver a vida de seres irracionais, por isso não temos motivos para nos surpreender que não possamos fazer nada sensato nem na ciência, nem na tecnologia, nem na economia, nem na medicina, nem na organização de uma vida digna para a sociedade.

Agora darei alguns exemplos da criação e uso da antigravidade (também conhecida como levitação) em nossas vidas. Mas essas maneiras de alcançar a antigravidade são provavelmente descobertas por acidente. E para criar conscientemente um dispositivo realmente útil que implemente a antigravidade, você precisa conhecer a real natureza do fenômeno da gravidade, explorar isso, analisar e Compreendo toda a sua essência! Só assim pode ser criado algo sensato, eficaz e realmente útil para a sociedade.

O dispositivo antigravitacional mais comum que temos é balão e muitas de suas variações. Se estiver cheio de ar quente ou de um gás mais leve que a mistura de gases atmosféricos, a bola tenderá a voar para cima e não cair. Este efeito é conhecido das pessoas há muito tempo, mas ainda não tem uma explicação completa- que já não suscitasse novas questões.

Uma breve pesquisa no YouTube levou à descoberta de um grande número de vídeos que demonstram exemplos muito reais de antigravidade. Vou listar alguns deles aqui para que você possa ter certeza de que a antigravidade ( levitação) realmente existe, mas... até agora nenhum dos "cientistas" explicou isso, aparentemente, o orgulho não permite...

A teoria clássica da gravitação de Newton (lei da gravitação universal de Newton)- uma lei descrevendo a interação gravitacional dentro da estrutura da mecânica clássica. Esta lei foi descoberta por Newton por volta de 1666. Ele diz que o poder F (\displaystyle F) atração gravitacional entre dois pontos materiais de massa m 1 (\estilo de exibição m_(1)) e m 2 (\estilo de exibição m_(2)) separados por distância r (\displaystyle r), é proporcional a ambas as massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas - ou seja:

F = G ⋅ m 1 ⋅ m 2 r 2 (\displaystyle F=G\cdot (m_(1)\cdot m_(2) \over r^(2))))

Aqui G (\displaystyle G)- gravitacional constante, igual a 6,67408(31) 10 −11 m³/(kg s²) .

YouTube enciclopédico

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✪ Introdução à Lei da Gravidade de Newton

✪ Lei da gravidade

✪ física LEI DA GRAVIDADE UNIVERSAL 9º ano

✪ Sobre Isaac Newton (Uma Breve História)

✪ Lição 60. A lei da gravitação universal. Constante gravitacional

Legendas

Agora vamos aprender um pouco sobre gravitação, ou gravidade. Como você sabe, a gravidade, especialmente em um curso elementar ou mesmo em um curso de física bastante avançado, é um conceito que você pode calcular e descobrir os principais parâmetros que o determinam, mas, na verdade, a gravidade não é totalmente compreensível. Mesmo se você estiver familiarizado com a teoria geral da relatividade - se lhe perguntarem o que é a gravidade, você pode responder: é a curvatura do espaço-tempo e coisas semelhantes. No entanto, ainda é difícil ter uma ideia intuitiva de por que dois objetos, só porque têm a chamada massa, são atraídos um pelo outro. Pelo menos para mim é místico. Tendo observado isso, passamos a considerar o conceito de gravitação. Faremos isso estudando a lei da gravitação universal de Newton, que é válida para a maioria das situações. Esta lei diz: a força de atração gravitacional mútua F entre dois pontos materiais com massas m₁ e m₂ é igual ao produto da constante gravitacional G pela massa do primeiro objeto m₁ e do segundo objeto m₂, dividido pelo quadrado do distância d entre eles. Esta é uma fórmula bastante simples. Vamos tentar transformá-lo e ver se podemos obter alguns resultados que nos são familiares. Usamos esta fórmula para calcular a aceleração de queda livre perto da superfície da Terra. Vamos desenhar a Terra primeiro. Só para entender do que estamos falando. Esta é a nossa Terra. Suponha que precisamos calcular a aceleração gravitacional agindo em Sal, isto é, em mim. Aqui estou. Vamos tentar aplicar esta equação para calcular a magnitude da aceleração da minha queda para o centro da Terra, ou para o centro de massa da Terra. O valor indicado pela letra maiúscula G é a constante gravitacional universal. Mais uma vez: G é a constante gravitacional universal. Embora, que eu saiba, embora não seja um especialista neste assunto, parece-me que seu valor pode mudar, ou seja, não é uma constante verdadeira, e suponho que seu valor difere com diferentes medições. Mas para nossas necessidades, assim como na maioria dos cursos de física, é uma constante, uma constante igual a 6,67 * 10^(−11) metros cúbicos dividido por um quilograma por segundo ao quadrado. Sim, sua dimensão parece estranha, mas basta você entender que são unidades arbitrárias necessárias para, como resultado da multiplicação pelas massas dos objetos e da divisão pelo quadrado da distância, obter a dimensão da força - um newton , ou um quilograma por metro dividido por um segundo ao quadrado. Então não se preocupe com essas unidades, apenas saiba que teremos que trabalhar com metros, segundos e quilogramas. Substitua esse número na fórmula da força: 6,67 * 10^(−11). Como precisamos conhecer a aceleração que atua em Sal, então m₁ é igual à massa de Sal, ou seja, me. Não quero expor nesta história o quanto eu peso, então vamos deixar esse peso como variável, denotando ms. A segunda massa na equação é a massa da Terra. Vamos escrever seu significado olhando para a Wikipedia. Então, a massa da Terra é 5,97 * 10^24 quilogramas. Sim, a Terra é mais massiva que Sal. A propósito, peso e massa são conceitos diferentes. Então, a força F é igual ao produto da constante gravitacional G vezes a massa ms, então a massa da Terra, e tudo isso é dividido pelo quadrado da distância. Você pode objetar: qual é a distância entre a Terra e o que está sobre ela? Afinal, se os objetos estão em contato, a distância é zero. É importante entender aqui: a distância entre dois objetos nesta fórmula é a distância entre seus centros de massa. Na maioria dos casos, o centro de massa de uma pessoa está localizado cerca de um metro acima da superfície da Terra, a menos que a pessoa seja muito alta. Seja qual for o caso, meu centro de massa pode estar a um metro do chão. Onde está o centro de massa da Terra? Obviamente no centro da Terra. Qual é o raio da Terra? 6.371 quilômetros, ou aproximadamente 6 milhões de metros. Como a altura do meu centro de massa é cerca de um milionésimo da distância do centro de massa da Terra, nesse caso ela pode ser desprezada. Então a distância será 6 e assim por diante, como todos os outros valores, você precisa escrevê-lo na forma padrão - 6,371 * 10^6, pois 6000 km são 6 milhões de metros e um milhão é 10^6. Escrevemos, arredondando todas as frações para a segunda casa decimal, a distância é 6,37 * 10 ^ 6 metros. A fórmula é o quadrado da distância, então vamos elevar tudo ao quadrado. Vamos tentar simplificar agora. Primeiro, multiplicamos os valores no numerador e trazemos a variável ms. Então a força F é igual à massa de Sal em toda a parte superior, calculamos separadamente. Então 6,67 vezes 5,97 é igual a 39,82. 39,82. Este é o produto das partes significativas, que agora devem ser multiplicadas por 10 para a potência desejada. 10^(−11) e 10^24 têm a mesma base, então para multiplicá-los, basta adicionar os expoentes. Adicionando 24 e -11, obtemos 13, como resultado temos 10^13. Vamos encontrar o denominador. É igual a 6,37 ao quadrado vezes 10^6 também ao quadrado. Como você se lembra, se um número escrito como uma potência é elevado a outra potência, os expoentes são multiplicados, o que significa que 10^6 ao quadrado é 10 elevado a 6 vezes 2, ou 10^12. Em seguida, calculamos o quadrado do número 6,37 usando uma calculadora e obtemos ... Elevamos 6,37 ao quadrado. E isso é 40,58. 40,58. Resta dividir 39,82 por 40,58. Divida 39,82 por 40,58, que é igual a 0,981. Então dividimos 10^13 por 10^12, que é 10^1, ou apenas 10. E 0,981 vezes 10 é 9,81. Após simplificação e cálculos simples, descobrimos que a força gravitacional próxima à superfície da Terra, agindo sobre Sal, é igual à massa de Sal multiplicada por 9,81. O que isso nos dá? É possível agora calcular a aceleração gravitacional? Sabe-se que a força é igual ao produto da massa pela aceleração, portanto, a força da gravidade é simplesmente igual ao produto da massa de Sal pela aceleração gravitacional, que geralmente é denotada por uma letra minúscula g. Assim, por um lado, a força de atração é igual ao número 9,81 vezes a massa de Sal. Por outro lado, é igual à massa de Sal por aceleração gravitacional. Dividindo ambas as partes da equação pela massa de Sal, obtemos que o coeficiente 9,81 é a aceleração gravitacional. E se incluíssemos nos cálculos o registro completo das unidades de dimensões, então, com quilogramas reduzidos, veríamos que a aceleração gravitacional é medida em metros dividido por um segundo ao quadrado, como qualquer aceleração. Você também pode notar que o valor obtido é muito próximo ao que usamos ao resolver problemas sobre o movimento de um corpo arremessado: 9,8 metros por segundo ao quadrado. É impressionante. Vamos resolver outro problema de gravidade curta, porque temos alguns minutos restantes. Suponha que temos outro planeta chamado Earth Baby. Seja o raio rS de Malyshka a metade do raio rE da Terra, e sua massa mS também igual à metade da massa mE da Terra. Qual será a força da gravidade agindo aqui em qualquer objeto, e quanto é menor que a força da gravidade da Terra? Embora, vamos deixar o problema para a próxima vez, então eu vou resolvê-lo. Vê você. Legendas da comunidade Amara.org

Propriedades da gravidade newtoniana

Na teoria newtoniana, cada corpo massivo gera um campo de força de atração para este corpo, que é chamado de campo gravitacional. Este campo é potencialmente , e a função do potencial gravitacional para um ponto material com massa M (\displaystyle M)é determinado pela fórmula:

φ (r) = − G M r . (\displaystyle \varphi (r)=-G(\frac (M)(r)).)

Em geral, quando a densidade da matéria ρ (\displaystyle \rho ) distribuído aleatoriamente, satisfaz a equação de Poisson:

Δ φ = − 4 π G ρ (r) . (\displaystyle \Delta \varphi =-4\pi G\rho (r).)

A solução desta equação é escrita como:

φ = − G ∫ ρ (r) d V r + C , (\displaystyle \varphi =-G\int (\frac (\rho (r)dV)(r))+C,)

Onde r (\displaystyle r) - distância entre o elemento de volume dV (\displaystyle dV) e o ponto em que o potencial é determinado φ (\displaystyle \varphi ), C (\displaystyle C) é uma constante arbitrária.

A força de atração atuando em um campo gravitacional em um ponto material com massa m (\displaystyle m), está relacionado ao potencial pela fórmula:

F (r) = − m ∇ φ (r) . (\displaystyle F(r)=-m\nabla \varphi (r).)

Um corpo esfericamente simétrico cria o mesmo campo fora de seus limites como um ponto material da mesma massa localizado no centro do corpo.

A trajetória de um ponto material em um campo gravitacional criado por um ponto de massa muito maior obedece às leis de Kepler. Em particular, planetas e cometas no Sistema Solar se movem em elipses ou hipérboles. A influência de outros planetas, que distorce essa imagem, pode ser levada em conta usando a teoria da perturbação.

Precisão da lei da gravitação universal de Newton

Uma avaliação experimental do grau de precisão da lei da gravitação de Newton é uma das confirmações da teoria geral da relatividade. Experimentos de medição da interação quadrupolar de um corpo giratório e uma antena fixa mostraram que o incremento δ (\displaystyle \delta ) na expressão para a dependência do potencial newtoniano r − (1 + δ) (\displaystyle r^(-(1+\delta))) a distâncias de vários metros está dentro (2 , 1 ± 6 , 2) ∗ 10 − 3 (\displaystyle (2,1\pm 6,2)*10^(-3)). Outros experimentos também confirmaram a ausência de modificações na lei da gravitação universal.

A lei da gravitação universal de Newton foi testada em 2007 em distâncias inferiores a um centímetro (de 55 mícrons a 9,53 mm). Levando em conta os erros experimentais, não foram encontrados desvios da lei de Newton na faixa de distâncias investigada.

Observações precisas de laser da órbita da Lua confirmam a lei da gravitação universal a uma distância da Terra à Lua com precisão 3 ⋅ 10 − 11 (\displaystyle 3\cdot 10^(-11)).

Relação com a geometria do espaço euclidiano

Fato de igualdade com precisão muito alta 10 − 9 (\displaystyle 10^(-9)) o expoente da distância no denominador da expressão para a força da gravidade para o número 2 (\displaystyle 2) reflete a natureza euclidiana do espaço físico tridimensional da mecânica newtoniana. No espaço euclidiano tridimensional, a área da superfície de uma esfera é exatamente proporcional ao quadrado de seu raio.

Contorno histórico

A própria ideia de uma força gravitacional universal foi repetidamente expressa antes mesmo de Newton. Anteriormente, Epicuro, Gassendi, Kepler, Borelli, Descartes, Roberval, Huygens e outros pensaram nisso. Kepler acreditava que a gravidade é inversamente proporcional à distância ao Sol e se estende apenas no plano da eclíptica; Descartes a considerava o resultado de vórtices no éter. Houve, no entanto, conjecturas com uma correta dependência da distância; Newton, em uma carta a Halley, menciona Bulliald, Wren e Hooke como seus predecessores. Mas antes de Newton, ninguém era capaz de ligar clara e matematicamente de forma conclusiva a lei da gravitação (uma força inversamente proporcional ao quadrado da distância) e as leis do movimento planetário (as leis de Kepler).

• lei da gravitação;
• a lei do movimento (segunda lei de Newton);
• sistema de métodos para pesquisa matemática (análise matemática).

Em conjunto, essa tríade é suficiente para um estudo completo dos movimentos mais complexos dos corpos celestes, criando assim os fundamentos da mecânica celeste. Antes de Einstein, não eram necessárias emendas fundamentais a este modelo, embora o aparato matemático acabasse sendo necessário para ser desenvolvido significativamente.

Observe que a teoria da gravidade de Newton não era mais, estritamente falando, heliocêntrica. Já no problema de dois corpos, o planeta não gira em torno do Sol, mas sim em torno de um centro de gravidade comum, pois não só o Sol atrai o planeta, mas o planeta também atrai o Sol. Finalmente, acabou sendo necessário levar em conta a influência dos planetas uns sobre os outros.

Durante o século 18, a lei da gravitação universal foi objeto de discussão ativa (oposta por partidários da escola de Descartes) e testes cuidadosos. No final do século, tornou-se geralmente reconhecido que a lei da gravitação universal torna possível explicar e prever os movimentos dos corpos celestes com grande precisão. Henry Cavendish em 1798 realizou uma verificação direta da validade da lei da gravidade em condições terrestres, usando balanças de torção extremamente sensíveis. Um passo importante foi a introdução por Poisson em 1813 do conceito de potencial gravitacional e da equação de Poisson para este potencial; este modelo permitiu investigar o campo gravitacional com uma distribuição arbitrária da matéria. Depois disso, a lei de Newton começou a ser considerada como uma lei fundamental da natureza.

Ao mesmo tempo, a teoria de Newton continha uma série de dificuldades. A principal delas é uma ação inexplicável de longo alcance: a força da gravidade foi transmitida de forma incompreensível através de um espaço completamente vazio e infinitamente rápido. Essencialmente, o modelo newtoniano era puramente matemático, sem nenhum conteúdo físico. Além disso, se o Universo, como foi então assumido, é euclidiano e infinito, e ao mesmo tempo a densidade média da matéria nele é diferente de zero, surge um paradoxo gravitacional. No final do século XIX, outro problema foi descoberto: a discrepância entre o deslocamento teórico e o observado – periélio – Mercúrio.

Desenvolvimento adicional

Teoria geral da relatividade

Por mais de duzentos anos depois de Newton, os físicos propuseram várias maneiras de melhorar a teoria da gravidade de Newton. Esses esforços foram coroados de sucesso em 1915, com a criação da teoria geral da relatividade de Einstein, na qual todas essas dificuldades foram superadas. A teoria de Newton, em pleno acordo com o princípio da correspondência, revelou-se uma aproximação de uma teoria mais geral, aplicável sob duas condições:

Em campos gravitacionais estacionários fracos, as equações de movimento tornam-se newtonianas (potencial gravitacional). Para provar isso, mostramos que o potencial gravitacional escalar em campos gravitacionais estacionários fracos satisfaz a equação de Poisson

Δ Φ = − 4 π G ρ (\displaystyle \Delta \Phi =-4\pi G\rho ).

Sabe-se (potencial gravitacional) que neste caso o potencial gravitacional tem a forma:

Φ = − 1 2 c 2 (g 44 + 1) (\displaystyle \Phi =-(\frac (1)(2))c^(2)(g_(44)+1)).

Vamos encontrar o componente do tensor  energia-momento a partir das equações do campo gravitacional  da teoria geral da relatividade:

R i k = − ϰ (T i k − 1 2 g i k T) (\displaystyle R_(ik)=-\varkappa (T_(ik)-(\frac (1)(2))g_(ik)T)),

Onde R i k (\displaystyle R_(ik))é o tensor de curvatura. Pois podemos introduzir o tensor energia cinética-momento ρ u i u k (\displaystyle \rho u_(i)u_(k)). Desprezando as quantidades do pedido u/c (\displaystyle u/c), você pode colocar todos os componentes T i k (\displaystyle T_(ik)), Além do mais T 44 (\estilo de exibição T_(44)), igual a zero. Componente T 44 (\estilo de exibição T_(44))é igual a T 44 = ρ c 2 (\displaystyle T_(44)=\rho c^(2)) e, portanto, T = g i k T i k = g 44 T 44 = − ρ c 2 (\displaystyle T=g^(ik)T_(ik)=g^(44)T_(44)=-\rho c^(2)). Assim, as equações do campo gravitacional assumem a forma R 44 = − 1 2 ϰ ρ c 2 (\displaystyle R_(44)=-(\frac (1)(2))\varkappa \rho c^(2)). Por causa da fórmula

R i k = ∂ Γ i α α ∂ x k − ∂ Γ i k α ∂ x α + Γ i α β Γ k β α − Γ i k α Γ α β β (\displaystyle R_(ik)=(\frac (\partial \ Gamma _(i\alpha )^(\alpha ))(\partial x^(k)))-(\frac (\partial \Gamma _(ik)^(\alpha ))(\partial x^(\alpha )))+\Gamma _(i\alpha )^(\beta )\Gamma _(k\beta )^(\alpha )-\Gamma _(ik)^(\alpha )\Gamma _(\alpha \beta )^(\beta))

valor do componente tensor de curvatura R44 (\estilo de exibição R_(44)) pode ser tomado igual R 44 = − ∂ Γ 44 α ∂ x α (\displaystyle R_(44)=-(\frac (\partial \Gamma _(44)^(\alpha ))(\partial x^(\alpha ))))) e desde Γ 44 α ≈ − 1 2 ∂ g 44 ∂ x α (\displaystyle \Gamma _(44)^(\alpha )\approx -(\frac (1)(2))(\frac (\partial g_(44) )(\partial x^(\alpha )))), R 44 = 1 2 ∑ α ∂ 2 g 44 ∂ x α 2 = 1 2 Δ g 44 = − Δ Φ c 2 (\displaystyle R_(44)=(\frac (1)(2))\sum _(\ alpha )(\frac (\partial ^(2)g_(44))(\partial x_(\alpha )^(2)))=(\frac (1)(2))\Delta g_(44)=- (\frac (\Delta \Phi )(c^(2)))). Assim, chegamos à equação de Poisson:

Δ Φ = 1 2 ϰ c 4 ρ (\displaystyle \Delta \Phi =(\frac (1)(2))\varkappa c^(4)\rho ), Onde ϰ = − 8 π G c 4 (\displaystyle \varkappa =-(\frac (8\pi G)(c^(4)))))

gravidade quântica

No entanto, a teoria geral da relatividade também não é a teoria final da gravitação, uma vez que não descreve adequadamente os processos gravitacionais em escalas quânticas (em distâncias da ordem da escala de Planck, cerca de 1,6⋅10 −35). A construção de uma teoria quântica consistente da gravidade é um dos problemas não resolvidos mais importantes da física moderna.

Do ponto de vista da gravidade quântica, a interação gravitacional é realizada pela troca de grávitons virtuais entre corpos em interação. De acordo com o princípio da incerteza, a energia de um gráviton virtual é inversamente proporcional ao tempo de sua existência desde o momento de emissão por um corpo até o momento de absorção por outro corpo. A vida útil é proporcional à distância entre os corpos. Assim, em pequenas distâncias corpos que interagem podem trocar grávitons virtuais com comprimentos de onda curtos e longos, e em grandes distâncias apenas grávitons de comprimento de onda longo. A partir dessas considerações, pode-se obter a lei da proporcionalidade inversa do potencial newtoniano à distância. A analogia entre a lei de Newton e a lei de Coulomb é explicada pelo fato de que a massa do gráviton, como a massa

I. Newton foi capaz de deduzir das leis de Kepler uma das leis fundamentais da natureza - a lei da gravitação universal. Newton sabia que para todos os planetas do sistema solar, a aceleração é inversamente proporcional ao quadrado da distância do planeta ao Sol e o coeficiente de proporcionalidade é o mesmo para todos os planetas.

Disso se segue, em primeiro lugar, que a força de atração que atua do lado do Sol em um planeta deve ser proporcional à massa desse planeta. De fato, se a aceleração do planeta é dada pela fórmula (123.5), então a força que causa a aceleração,

onde é a massa do planeta. Por outro lado, Newton conhecia a aceleração que a Terra dá à Lua; foi determinado a partir de observações do movimento da lua enquanto ela girava em torno da terra. Esta aceleração é cerca de vezes menor do que a aceleração relatada pela Terra para corpos localizados perto da superfície da Terra. A distância da Terra à Lua é aproximadamente igual aos raios da Terra. Em outras palavras, a Lua está mais distante do centro da Terra do que os corpos na superfície da Terra, e sua aceleração é várias vezes menor.

Se assumirmos que a Lua se move sob a influência da gravidade da Terra, segue-se que a força de atração da Terra, assim como a força de atração do Sol, diminui inversamente com o quadrado da distância do centro da Terra. Finalmente, a força da gravidade da Terra é diretamente proporcional à massa do corpo atraído. Newton estabeleceu esse fato em experimentos com pêndulos. Ele descobriu que o período de oscilação de um pêndulo não depende de sua massa. Isso significa que a Terra transmite a mesma aceleração a pêndulos de massas diferentes e, consequentemente, a força de atração da Terra é proporcional à massa do corpo sobre o qual ela atua. O mesmo, é claro, decorre da mesma aceleração de queda livre para corpos de massas diferentes, mas as experiências com pêndulos permitem verificar esse fato com maior precisão.

Essas características semelhantes das forças atrativas do Sol e da Terra levaram Newton à conclusão de que a natureza dessas forças é uma e que existem forças de gravitação universal atuando entre todos os corpos e diminuindo inversamente com o quadrado da distância entre os corpos. . Nesse caso, a força gravitacional que atua sobre um determinado corpo de massa deve ser proporcional à massa.

Com base nesses fatos e considerações, Newton formulou a lei da gravitação universal da seguinte maneira: quaisquer dois corpos são atraídos um pelo outro com uma força que é direcionada ao longo da linha que os conecta, é diretamente proporcional às massas de ambos os corpos e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles, ou seja, força de atração mútua

onde e são as massas dos corpos, é a distância entre eles e é o coeficiente de proporcionalidade, chamado de constante gravitacional (o método de sua medição será descrito abaixo). Juntando esta fórmula com a fórmula (123.4), vemos que , onde é a massa do Sol. As forças da gravitação universal satisfazem a terceira lei de Newton. Isso foi confirmado por todas as observações astronômicas do movimento dos corpos celestes.

Nesta formulação, a lei da gravitação universal é aplicável a corpos que podem ser considerados pontos materiais, ou seja, a corpos cuja distância entre eles é muito grande em relação aos seus tamanhos, caso contrário seria necessário levar em conta que pontos diferentes do corpos estão separados uns dos outros por distâncias diferentes. Para corpos esféricos homogêneos, a fórmula vale para qualquer distância entre os corpos, se tomarmos a distância entre seus centros como qualidade. Em particular, no caso de atração do corpo pela Terra, a distância deve ser contada a partir do centro da Terra. Isso explica o fato de que a força da gravidade quase não diminui à medida que a altura acima da Terra aumenta (§ 54): como o raio da Terra é aproximadamente 6400, então quando a posição do corpo acima da superfície da Terra muda dentro de dezenas de quilômetros, a força da gravidade da Terra permanece praticamente inalterada.

A constante gravitacional pode ser determinada medindo todas as outras quantidades incluídas na lei da gravitação universal, para qualquer caso particular.

Pela primeira vez, foi possível determinar o valor da constante gravitacional usando balanças de torção, cujo dispositivo é mostrado esquematicamente na Fig. 202. Um balancim leve, em cujas extremidades estão fixadas duas bolas idênticas de massa, está pendurado em um fio longo e fino. O balancim está equipado com um espelho, que permite medir opticamente pequenas voltas do balancim em torno do eixo vertical. Duas bolas de massa muito maior podem ser abordadas de lados diferentes das bolas.

Arroz. 202. Diagrama de uma balança de torção para medir a constante gravitacional

As forças de atração de pequenas bolas para grandes criam um par de forças que giram o balancim no sentido horário (quando visto de cima). Medindo o ângulo em que o balancim gira ao se aproximar das bolas de bolas, e conhecendo as propriedades elásticas do fio no qual o balancim está suspenso, é possível determinar o momento de um par de forças com as quais as massas são atraídas para as massas . Como as massas das esferas e a distância entre seus centros (em uma determinada posição do balancim) são conhecidas, o valor pode ser encontrado pela fórmula (124.1). Ficou igual

Depois que o valor foi determinado, tornou-se possível determinar a massa da Terra a partir da lei da gravitação universal. De fato, de acordo com esta lei, um corpo de massa localizado na superfície da Terra é atraído pela Terra com uma força

onde é a massa da Terra e é o seu raio. Por outro lado, sabemos disso. Igualando essas quantidades, encontramos

.

Assim, embora as forças da gravitação universal que atuam entre corpos de diferentes massas sejam iguais, um corpo de pequena massa recebe uma aceleração significativa e um corpo de grande massa experimenta uma pequena aceleração.

Uma vez que a massa total de todos os planetas do sistema solar é ligeiramente maior que a massa do sol, a aceleração que o sol experimenta como resultado das forças gravitacionais que agem sobre ele dos planetas é desprezível em comparação com as acelerações que as forças gravitacionais força do sol transmite aos planetas. As forças gravitacionais que atuam entre os planetas também são relativamente pequenas. Portanto, ao considerar as leis do movimento planetário (leis de Kepler), não levamos em consideração o movimento do próprio Sol e consideramos aproximadamente que as trajetórias dos planetas são órbitas elípticas, em um dos focos em que o Sol está localizado . No entanto, em cálculos precisos, deve-se levar em conta aquelas “perturbações” que são introduzidas no movimento do próprio Sol ou de qualquer planeta por forças gravitacionais de outros planetas.

124.1. Quanto a força da gravidade que atua sobre um projétil de foguete diminuirá quando ele subir 600 km acima da superfície da Terra? O raio da Terra é considerado igual a 6400 km.

124.2. A massa da Lua é 81 vezes menor que a massa da Terra, e o raio da Lua é aproximadamente 3,7 vezes menor que o raio da Terra. Encontre o peso de um homem na lua se seu peso na terra é 600N.

124.3. A massa da Lua é 81 vezes menor que a massa da Terra. Encontre na linha que liga os centros da Terra e da Lua, um ponto em que as forças de atração da Terra e da Lua são iguais entre si, agindo sobre um corpo colocado neste ponto.

Este artigo se concentrará na história da descoberta da lei da gravitação universal. Aqui conheceremos as informações biográficas da vida do cientista que descobriu esse dogma físico, consideraremos suas principais disposições, a relação com a gravidade quântica, o curso do desenvolvimento e muito mais.

Gênio

Sir Isaac Newton é um cientista inglês. Ao mesmo tempo, ele dedicou muita atenção e esforço a ciências como física e matemática, e também trouxe muitas coisas novas para a mecânica e a astronomia. Ele é legitimamente considerado um dos primeiros fundadores da física em seu modelo clássico. É autor da obra fundamental "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural", onde apresentou informações sobre as três leis da mecânica e a lei da gravitação universal. Isaac Newton lançou as bases da mecânica clássica com esses trabalhos. Ele também desenvolveu um tipo integral, a teoria da luz. Ele também fez muitas contribuições para a óptica física e desenvolveu muitas outras teorias em física e matemática.

Lei

A lei da gravitação universal e a história de sua descoberta remontam ao passado e sua forma clássica é uma lei que descreve a interação de um tipo gravitacional que não vai além do arcabouço da mecânica.

Sua essência era que o indicador da força F da atração gravitacional que surge entre 2 corpos ou pontos de matéria m1 e m2, separados um do outro por uma certa distância r, é proporcional a ambos os indicadores de massa e é inversamente proporcional ao quadrado de a distância entre os corpos:

F = G, onde pelo símbolo G denotamos a constante gravitacional igual a 6,67408(31).10 -11 m 3 /kgf 2.

gravidade de Newton

Antes de considerar a história da descoberta da lei da gravitação universal, vamos dar uma olhada em suas características gerais.

Na teoria criada por Newton, todos os corpos de grande massa devem gerar um campo especial ao seu redor, que atrai outros objetos para si. Chama-se campo gravitacional e tem potencial.

Um corpo com simetria esférica forma um campo fora de si, semelhante ao criado por um ponto material de mesma massa localizado no centro do corpo.

A direção da trajetória desse ponto no campo gravitacional, criado por um corpo de massa muito maior, obedece. Objetos do universo, como, por exemplo, um planeta ou um cometa, também obedecem, movendo-se ao longo de um elipse ou hipérbole. A contabilização da distorção que outros corpos massivos criam é levada em conta usando as provisões da teoria da perturbação.

Analisando a precisão

Depois que Newton descobriu a lei da gravitação universal, ela teve que ser testada e provada muitas vezes. Para isso, foram feitos vários cálculos e observações. Tendo chegado a acordo com suas disposições e procedendo da precisão de seu indicador, a forma experimental de estimativa serve como uma confirmação clara do GR. A medição das interações quadrupolares de um corpo que gira, mas suas antenas permanecem estacionárias, nos mostram que o processo de aumento de δ depende do potencial r - (1 + δ) , a uma distância de vários metros e está no limite (2.1 ±6,2) .10 -3 . Uma série de outras confirmações práticas permitiram que essa lei fosse estabelecida e assumisse uma forma única, sem modificações. Em 2007, esse dogma foi revisto a uma distância inferior a um centímetro (55 mícrons-9,59 mm). Levando em conta os erros experimentais, os cientistas examinaram o alcance da distância e não encontraram desvios óbvios nessa lei.

A observação da órbita da Lua em relação à Terra também confirmou sua validade.

espaço euclidiano

A teoria clássica da gravidade de Newton está relacionada ao espaço euclidiano. A igualdade real com uma precisão suficientemente alta (10 -9) das medidas de distância no denominador da igualdade discutida acima nos mostra a base euclidiana do espaço da mecânica newtoniana, com uma forma física tridimensional. Nesse ponto da matéria, a área de uma superfície esférica é exatamente proporcional ao quadrado de seu raio.

Dados do histórico

Considere um breve resumo da história da descoberta da lei da gravitação universal.

As ideias foram apresentadas por outros cientistas que viveram antes de Newton. Epicuro, Kepler, Descartes, Roberval, Gassendi, Huygens e outros visitaram reflexões sobre ele. Kepler sugeriu que a força gravitacional é inversamente proporcional à distância da estrela do Sol e tem distribuição apenas nos planos da eclíptica; segundo Descartes, era consequência da atividade de vórtices na espessura do éter. Houve uma série de suposições que continham um reflexo das suposições corretas sobre a dependência da distância.

Uma carta de Newton para Halley continha informações de que Hooke, Wren e Buyo Ismael eram os predecessores do próprio Sir Isaac. No entanto, ninguém antes dele conseguiu conectar claramente, com a ajuda de métodos matemáticos, a lei da gravidade e o movimento planetário.

A história da descoberta da lei da gravitação universal está intimamente ligada à obra "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural" (1687). Neste trabalho, Newton conseguiu derivar a lei em questão graças à lei empírica de Kepler, que já era conhecida naquela época. Ele nos mostra que:

• a forma de movimento de qualquer planeta visível atesta a presença de uma força central;
• a força atrativa do tipo central forma órbitas elípticas ou hiperbólicas.

Sobre a teoria de Newton

Um exame da breve história da descoberta da lei da gravitação universal também pode nos apontar uma série de diferenças que a diferenciam das hipóteses anteriores. Newton estava envolvido não apenas na publicação da fórmula proposta do fenômeno em consideração, mas também propôs um modelo de tipo matemático de forma holística:

• posição sobre a lei da gravidade;
• posição sobre a lei do movimento;
• sistemática de métodos de pesquisa matemática.

Essa tríade foi capaz de investigar até mesmo os movimentos mais complexos de objetos celestes com bastante precisão, criando assim a base para a mecânica celeste. Até o início da atividade de Einstein nesse modelo, não era necessária a presença de um conjunto fundamental de correções. Apenas o aparato matemático teve que ser significativamente melhorado.

Objeto para discussão

A lei descoberta e comprovada tornou-se, ao longo do século XVIII, um assunto bem conhecido de ativa controvérsia e escrupuloso escrutínio. No entanto, o século terminou com um acordo geral com seus postulados e declarações. Usando os cálculos da lei, foi possível determinar com precisão os caminhos do movimento dos corpos no céu. Uma verificação direta foi feita em 1798. Ele fez isso usando uma balança do tipo torção com grande sensibilidade. Na história da descoberta da lei universal da gravitação, um lugar especial deve ser dado às interpretações introduzidas por Poisson. Ele desenvolveu o conceito de potencial da gravidade e a equação de Poisson, com a qual foi possível calcular esse potencial. Este tipo de modelo permitiu estudar o campo gravitacional na presença de uma distribuição arbitrária de matéria.

Havia muitas dificuldades na teoria de Newton. A principal delas poderia ser considerada a inexplicabilidade da ação de longo alcance. Não havia uma resposta exata para a questão de como as forças atrativas são enviadas através do espaço do vácuo em velocidade infinita.

"Evolução" da lei

Nos duzentos anos seguintes, e até mais, muitos físicos tentaram propor várias maneiras de melhorar a teoria de Newton. Esses esforços terminaram em triunfo em 1915, a saber, a criação da Teoria Geral da Relatividade, que foi criada por Einstein. Ele foi capaz de superar todo o conjunto de dificuldades. De acordo com o princípio da correspondência, a teoria de Newton acabou sendo uma aproximação ao início do trabalho em uma teoria de forma mais geral, que pode ser aplicada sob certas condições:

1. O potencial da natureza gravitacional não pode ser muito grande nos sistemas em estudo. O sistema solar é um exemplo de cumprimento de todas as regras para o movimento dos corpos celestes. O fenômeno relativista encontra-se em uma notável manifestação do deslocamento do periélio.
2. O indicador da velocidade de movimento neste grupo de sistemas é insignificante em comparação com a velocidade da luz.

A prova de que em um campo gravitacional estacionário fraco os cálculos GR tomam a forma de Newtonianos é a presença de um potencial gravitacional escalar em um campo estacionário com características de força fracamente expressas, que é capaz de satisfazer as condições da equação de Poisson.

Escala quântica

No entanto, na história, nem a descoberta científica da lei da gravitação universal, nem a Teoria Geral da Relatividade poderiam servir como teoria gravitacional final, pois ambas não descrevem adequadamente os processos do tipo gravitacional na escala quântica. Uma tentativa de criar uma teoria gravitacional quântica é uma das tarefas mais importantes da física contemporânea.

Do ponto de vista da gravidade quântica, a interação entre os objetos é criada pelo intercâmbio de grávitons virtuais. De acordo com o princípio da incerteza, o potencial energético dos grávitons virtuais é inversamente proporcional ao intervalo de tempo em que existiu, desde o ponto de emissão por um objeto até o momento em que foi absorvido por outro ponto.

Diante disso, verifica-se que em pequena escala de distâncias, a interação de corpos acarreta a troca de grávitons do tipo virtual. Graças a essas considerações, é possível concluir a disposição sobre a lei do potencial de Newton e sua dependência de acordo com a recíproca da proporcionalidade em relação à distância. A analogia entre as leis de Coulomb e Newton é explicada pelo fato de que o peso dos grávitons é igual a zero. O peso dos fótons tem o mesmo significado.

Ilusão

No currículo escolar, a resposta a uma pergunta da história, como Newton descobriu a lei da gravitação universal, é a história de uma maçã caindo. Segundo esta lenda, caiu na cabeça de um cientista. No entanto, este é um equívoco generalizado e, de fato, tudo foi possível sem um caso semelhante de um possível ferimento na cabeça. O próprio Newton às vezes confirmou esse mito, mas, na realidade, a lei não foi uma descoberta espontânea e não surgiu em uma explosão de percepção momentânea. Como foi escrito acima, foi desenvolvido por muito tempo e foi apresentado pela primeira vez nos trabalhos sobre os "Princípios de Matemática", que apareceram em exibição pública em 1687.