Isaac Newton a sugerat că între orice corp din natură există forțe de atracție reciprocă. Aceste forțe sunt numite forțele gravitaționale sau forțe de gravitație. Forța gravitației ireprimabile se manifestă în spațiu, în sistemul solar și pe Pământ.

Legea gravitației

Newton a generalizat legile de mișcare ale corpurilor cerești și a descoperit că forța \ (F \) este egală cu:

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

unde \(m_1 \) și \(m_2 \) sunt masele corpurilor care interacționează, \(R \) este distanța dintre ele, \(G \) este coeficientul de proporționalitate, care se numește constantă gravitațională. Valoarea numerică a constantei gravitaționale a fost determinată experimental de către Cavendish, măsurând forța de interacțiune între bile de plumb.

Sensul fizic al constantei gravitaționale rezultă din legea gravitației universale. În cazul în care un \(m_1 = m_2 = 1 \text(kg) \), \(R = 1 \text(m) \) , apoi \(G = F \) , adică constanta gravitațională este egală cu forța cu care două corpuri de 1 kg sunt atrase la o distanță de 1 m.

Valoare numerică:

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

Forțele gravitației universale acționează între orice corp din natură, dar ele devin tangibile la mase mari (sau dacă cel puțin masa unuia dintre corpuri este mare). Legea gravitației universale este îndeplinită numai pentru punctele materiale și bile (în acest caz, distanța dintre centrele bilelor este luată ca distanță).

Gravitatie

Un tip special de forță gravitațională universală este forța de atracție a corpurilor către Pământ (sau către o altă planetă). Această forță se numește gravitatie. Sub acțiunea acestei forțe, toate corpurile capătă accelerație de cădere liberă.

Conform celei de-a doua legi a lui Newton \(g = F_T /m \) , deci \(F_T = mg \) .

Dacă M este masa Pământului, R este raza acestuia, m este masa corpului dat, atunci forța gravitațională este egală cu

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

Forța gravitației este întotdeauna îndreptată spre centrul Pământului. În funcție de înălțimea \ (h \) deasupra suprafeței Pământului și de latitudinea geografică a poziției corpului, accelerația în cădere liberă capătă valori diferite. Pe suprafața Pământului și la latitudini medii, accelerația de cădere liberă este de 9,831 m/s 2 .

Greutate corporala

În tehnologie și viața de zi cu zi, conceptul de greutate corporală este utilizat pe scară largă.

Greutate corporala notată cu \(P \) . Unitatea de greutate este newton (N). Deoarece greutatea este egală cu forța cu care corpul acționează asupra suportului, atunci, în conformitate cu a treia lege a lui Newton, greutatea corpului este egală ca mărime cu forța de reacție a suportului. Prin urmare, pentru a afla greutatea corpului, este necesar să se determine cu ce este egală forța de reacție a suportului.

Se presupune că corpul este nemișcat față de suport sau suspensie.

Greutatea corporală și gravitația diferă în natură: greutatea corporală este o manifestare a acțiunii forțelor intermoleculare, iar gravitația are natură gravitațională.

Se numește starea unui corp în care greutatea sa este zero imponderabilitate. Starea de imponderabilitate se observă într-un avion sau o navă spațială atunci când se deplasează cu accelerația căderii libere, indiferent de direcția și valoarea vitezei de mișcare a acestora. În afara atmosferei terestre, când motoarele cu reacție sunt oprite, asupra navei spațiale acționează doar forța gravitației universale. Sub acțiunea acestei forțe, nava spațială și toate corpurile din ea se mișcă cu aceeași accelerație, astfel încât starea de imponderabilitate este observată în navă.

Javascript este dezactivat în browserul dvs.
Controalele ActiveX trebuie să fie activate pentru a face calcule!

M-am hotărât, în măsura în care am putut și abilitățile mele, să mă concentrez pe iluminare mai detaliat. moștenire științifică Academicianul Nikolai Viktorovich Levashov, pentru că văd că astăzi lucrările sale nu sunt încă în cererea de a fi într-o societate de oameni cu adevărat liberi și rezonabili. oameni încă nu inteleg valoarea și importanța cărților și articolelor sale, pentru că nu își dau seama de amploarea înșelăciunii în care trăim în ultimele două secole; nu înțeleg că informațiile despre natură, pe care le considerăm familiare și, prin urmare, adevărate, sunt 100% fals; și ne sunt impuse în mod deliberat pentru a ascunde adevărul și a ne împiedica să ne dezvoltăm în direcția corectă...

Legea gravitației

De ce trebuie să facem față acestei gravitații? Mai este ceva ce nu știm despre ea? Ce ești tu! Știm deja multe despre gravitație! De exemplu, Wikipedia ne informează cu amabilitate că « gravitatie (atracţie, la nivel mondial, gravitatie) (din lat. gravitas - „gravitație”) - o interacțiune fundamentală universală între toate corpurile materiale. În aproximarea vitezelor mici și a interacțiunii gravitaționale slabe, este descrisă de teoria gravitației lui Newton, în cazul general este descrisă de teoria relativității generale a lui Einstein... " Acestea. Pur și simplu, această conversație pe internet spune că gravitația este interacțiunea dintre toate corpurile materiale și chiar mai simplu - atracție reciprocă corpuri materiale între ele.

Tovarășului îi datorăm apariția unei asemenea păreri. Isaac Newton, creditat cu descoperirea în 1687 "Legea gravitației", conform căreia toate corpurile se presupune că sunt atrase unele de altele proporțional cu masele lor și invers proporțional cu pătratul distanței dintre ele. Mă bucur că tovarășul. Isaac Newton este descris în Pedia ca un om de știință foarte educat, spre deosebire de Camrade. căruia i se atribuie descoperirea electricitate…

Este interesant să ne uităm la dimensiunea „Forței de atracție” sau a „Forței gravitației”, care decurge din Com. Isaac Newton, având următoarea formă: F=m 1 *m2 /r2

Numătorul este produsul maselor celor două corpuri. Aceasta dă dimensiunea „kilogramelor pătrate” - kg 2. Numitorul este „distanța” la pătrat, adică. metri patrati - m 2. Dar puterea nu se măsoară în ciudat kg 2 / m 2, și în nu mai puțin ciudat kg * m / s 2! Se dovedește a fi o nepotrivire. Pentru a-l elimina, „oamenii de știință” au venit cu un coeficient, așa-zisul. „constantă gravitațională” G , egal cu aproximativ 6,67545×10 −11 m³/(kg s²). Dacă acum înmulțim totul, obținem dimensiunea corectă a „Gravitației”. kg * m / s 2, iar acest abracadabra se numește în fizică "newton", adică forța în fizica de astăzi este măsurată în „”.

Interesant: ce sens fizic are un coeficient G , pentru ceva care reduce rezultatul în 600 miliarde de ori? Nici unul! „Oamenii de știință” l-au numit „coeficient de proporționalitate”. Și l-au adus pentru potrivire dimensiune si rezultat sub cel mai dorit! Acesta este genul de știință pe care îl avem astăzi... Trebuie remarcat faptul că, pentru a deruta oamenii de știință și a ascunde contradicțiile, sistemele de măsurare s-au schimbat de mai multe ori în fizică - așa-numitele. "sisteme de unitati". Iată numele unora dintre ei, înlocuindu-se unul pe altul, deoarece a apărut nevoia de a crea următoarele deghizări: MTS, MKGSS, SGS, SI ...

Ar fi interesant să-l întreb pe tovarăș. Isaac: a cum a ghicit că există un proces natural de atragere a corpurilor unul către celălalt? Cum a ghicit că „Forța de atracție” este proporțională tocmai cu produsul maselor a două corpuri și nu cu suma sau diferența lor? Cum a înțeles cu atâta succes că această Forță este invers proporțională exact cu pătratul distanței dintre corpuri și nu cu puterea cubului, dublarii sau fracționării? Unde la tovarăș au apărut astfel de presupuneri inexplicabile acum 350 de ani? La urma urmei, el nu a efectuat niciun experiment în acest domeniu! Și, dacă crezi versiunea tradițională a istoriei, în acele vremuri nici conducătorii nu erau încă complet egali, dar aici o astfel de perspectivă inexplicabilă, pur și simplu fantastică! Unde?

da de nicăieri! Tov. Isaac nu știa nimic de acest fel și nici nu a investigat nimic de acest fel și nu s-a deschis. De ce? Pentru că, în realitate, procesul fizic" atracţie tel" unul altuia nu exista,și, în consecință, nu există nicio Lege care să descrie acest proces (acest lucru va fi dovedit convingător mai jos)! În realitate, tovarăşe Newton în indistinctul nostru, doar atribuite descoperirea legii „gravitației universale”, acordându-i simultan titlul de „unul dintre fondatorii fizicii clasice”; la fel cum i s-a atribuit la un moment dat Tovarășul. bene Franklin, care a avut 2 clase educaţie. În „Europa medievală”, acest lucru nu s-a întâmplat: a existat multă tensiune nu numai cu științe, ci pur și simplu cu viața ...

Dar, din fericire pentru noi, la sfârșitul secolului trecut, omul de știință rus Nikolai Levashov a scris mai multe cărți în care a dat „alfabet și gramatică” cunoștințe nedistorsionate; a restituit pământenilor paradigma științifică distrusă anterior, cu ajutorul căreia ușor de explicat aproape toate misterele „nerezolvabile” ale naturii pământești; a explicat fundamentele structurii Universului; a arătat în ce condiții de pe toate planetele pe care apar condiții necesare și suficiente, Viaţă- materie vie. El a explicat ce fel de materie poate fi considerată vie și ce sens fizic proces natural numit viaţă". Apoi a explicat când și în ce condiții dobândește „materia vie”. Inteligența, adică își dă seama de existența – devine inteligent. Nikolai Viktorovici Levashov transmis oamenilor în cărțile și filmele sale foarte mult cunoștințe nedistorsionate. A explicat și ce "gravitatie", de unde vine, cum funcționează, care este sensul său fizic real. Cele mai multe acestea sunt scrise în cărți și. Și acum să ne ocupăm de „Legea gravitației universale”...

„Legea gravitației” este o farsă!

De ce critic atât de îndrăzneț și de încrezător fizica, „descoperirea” tovarășului. Isaac Newton și „marea” „Lege a gravitației universale” însăși? Da, pentru că această „Lege” este o ficțiune! Înşelăciune! Fictiune! O înșelătorie la nivel mondial pentru a duce știința pământească într-o fundătură! Aceeași înșelătorie cu aceleași scopuri ca și celebrul tovarăș „Teoria relativității”. Einstein.

Dovada de? Dacă vă rog, iată-le: foarte precise, stricte și convingătoare. Au fost descrise splendid de autorul O.Kh. Derevensky în minunatul său articol. Datorită faptului că articolul este destul de voluminos, voi oferi aici o versiune foarte scurtă a unora dintre dovezile pentru falsitatea „Legii gravitației universale”, iar cetățenii care sunt interesați de detalii vor citi ei înșiși restul .

1. În solarul nostru sistem numai planetele și Luna, satelitul Pământului, au gravitație. Sateliții celorlalte planete, și există mai mult de șase zeci dintre ei, nu au gravitație! Această informație este complet deschisă, dar nu este promovată de oameni „științifici”, deoarece este inexplicabilă din punctul de vedere al „științei” lor. Acestea. b despre Majoritatea obiectelor din sistemul nostru solar nu au gravitație - nu se atrag unul pe altul! Și aceasta respinge complet „Legea gravitației generale”.

2. Experiența Henry Cavendish prin atragerea de spate masive unul către celălalt este considerată o dovadă de nerefuzat a prezenței atracției între corpuri. Cu toate acestea, în ciuda simplității sale, această experiență nu este reprodusă în mod deschis nicăieri. Aparent, pentru că nu dă efectul pe care l-au anunțat cândva unii. Acestea. azi, cu posibilitatea unei verificări stricte, experiența nu arată nicio atracție între corpuri!

3. Lansarea unui satelit artificial pe orbită în jurul asteroidului. La mijlocul lunii februarie 2000 americanii au condus o sondă spațială APROAPE destul de aproape de asteroid Eros, a nivelat vitezele și a început să aștepte capturarea sondei de către gravitația lui Eros, adică. când satelitul este ușor atras de gravitația asteroidului.

Dar din anumite motive, prima întâlnire nu a mers. A doua și următoarele încercări de a se preda lui Eros au avut exact același efect: Eros nu a vrut să atragă sonda americană. APROAPE, iar fără lucru la motor, sonda nu a rămas lângă Eros . Această dată spațială s-a încheiat cu nimic. Acestea. nicio atracție intre sonda cu masa 805 kg și un asteroid cântărind peste 6 trilioane tone nu au putut fi găsite.

Aici este imposibil să nu remarcăm încăpățânarea inexplicabilă a americanilor de la NASA, pentru că omul de știință rus Nikolai Levashov, care locuia la acea vreme în Statele Unite, pe care atunci le considera o țară complet normală, a scris, tradus în engleză și publicat în 1994 anul celebrei sale cărți, în care a explicat tot ce trebuie să știe specialiștii de la NASA pentru a-și realiza sonda APROAPE nu a rămas ca o piesă de fier inutilă în spațiu, ci a adus măcar un anumit beneficiu societății. Dar, aparent, îngâmfarea exorbitantă le-a jucat un truc „oamenilor de știință” de acolo.

4. Următoarea încercare repetă experimentul erotic cu asteroidul japonez. Au ales un asteroid numit Itokawa și l-au trimis pe 9 mai 2003 an pentru el o sondă numită („Șoimul”). In septembrie 2005 an, sonda s-a apropiat de asteroid la o distanță de 20 km.

Ținând cont de experiența „americanilor proști”, japonezii deștepți și-au echipat sonda cu mai multe motoare și un sistem autonom de navigație cu rază scurtă de acțiune cu telemetru laser, astfel încât să se poată apropia de asteroid și să se deplaseze în jurul lui automat, fără participarea lui. operatori la sol. „Primul număr al acestui program a fost o cascadorie de comedie cu aterizarea unui mic robot de cercetare pe suprafața unui asteroid. Sonda a coborât la înălțimea calculată și a scăpat cu grijă robotul, care trebuia să cadă încet și lin la suprafață. Dar... nu a căzut. Încet și neted s-a lăsat purtat undeva departe de asteroid. Acolo a dispărut... Următorul număr al programului s-a dovedit a fi, din nou, un truc de comedie cu o scurtă aterizare a sondei la suprafață „pentru a lua o probă de sol”. A ieșit ca o comedie pentru că, pentru a asigura cele mai bune performanțe ale telemetrului laser, a fost aruncată pe suprafața asteroidului o minge marcatoare reflectorizante. Nici pe această minge nu erau motoare și... pe scurt, nu era nicio minge la locul potrivit... La fel a aterizat japonezul Sokol pe Itokawa și ce a făcut cu ea dacă s-a așezat, știința face nu știu... „Concluzie: miracolul japonez de la Hayabusa nu a fost capabil să descopere nicio atracțieîntre masa sondei 510 kg și un asteroid cu masă 35 000 tone.

Separat, aș dori să observ că o explicație exhaustivă a naturii gravitației de către un om de știință rus Nikolai Levashov a dat în cartea sa, în care a publicat-o prima dată 2002 an - cu aproape un an și jumătate înainte de începerea „Șoimului” japonez. Și, în ciuda acestui fapt, „oamenii de știință” japonezi au mers exact pe urmele colegilor lor americani și și-au repetat cu atenție toate greșelile, inclusiv aterizarea. Iată o continuitate atât de interesantă a „gândirii științifice”...

5. De unde apar bufeurile? Un fenomen foarte interesant descris în literatură, ca să-l spunem ușor, nu este în întregime corect. „... Sunt manuale pe fizică, unde scrie ce ar trebui să fie - în conformitate cu „legea gravitației universale”. Există și manuale oceanografie, unde scrie ce sunt, maree, de fapt.

Dacă aici funcționează legea gravitației universale și apa oceanului este atrasă, inclusiv de Soare și Lună, atunci modelele „fizice” și „oceanografice” ale mareelor ​​trebuie să coincidă. Deci se potrivesc sau nu? Se pare că a spune că nu se potrivesc înseamnă a nu spune nimic. Pentru că imaginile „fizice” și „oceanografice” nu au nicio relație nimic in comun... Imaginea reală a fenomenelor mareelor ​​este atât de diferită de cea teoretică - atât calitativ, cât și cantitativ - încât pe baza unei astfel de teorii, mareele pot fi prezise imposibil. Da, nimeni nu încearcă să o facă. Nu nebun până la urmă. Ei fac asta: pentru fiecare port sau alt punct de interes, dinamica nivelului oceanului este modelată prin suma oscilațiilor cu amplitudini și faze care se găsesc pur. empiric. Și apoi extrapolează această sumă de fluctuații înainte - astfel încât să obțineți precalculele. Căpitanii navelor sunt fericiți - ei bine, bine! .. „Totul înseamnă că mareele noastre pământești sunt și ele nu asculta„Legea gravitației universale”.

Ce este cu adevărat gravitația

Natura reală a gravitației pentru prima dată în istoria modernă a fost descrisă clar de academicianul Nikolai Levashov într-o lucrare științifică fundamentală. Pentru ca cititorul să înțeleagă mai bine ce s-a scris despre gravitație, voi da o mică explicație preliminară.

Spațiul din jurul nostru nu este gol. Totul este complet plin de multe chestiuni diferite, pe care Academician N.V. Levashov numit "prima chestiune". Anterior, oamenii de știință au numit toată această revoltă a materiei "eter"și chiar a primit dovezi convingătoare ale existenței sale (celebrele experimente ale lui Dayton Miller, descrise în articolul lui Nikolai Levashov „Teoria universului și realitatea obiectivă”). „Oamenii de știință” moderni au mers mult mai departe și acum ei "eter" numit "materie întunecată". Progres enorm! Unele chestiuni din „eter” interacționează între ele într-o măsură sau alta, altele nu. Și o anumită materie primară începe să interacționeze între ele, căzând în condiții externe modificate în anumite curburi ale spațiului (eterogeneități).

Curbura spațiului apare ca urmare a diferitelor explozii, inclusiv „explozii de supernovă”. « Când o supernovă explodează, au loc fluctuații în dimensionalitatea spațiului, similar valurilor care apar la suprafața apei după aruncarea unei pietre. Masele de materie ejectate în timpul exploziei umplu aceste neomogenități în dimensionalitatea spațiului din jurul stelei. Din aceste mase de materie, planetele (și) încep să se formeze...”

Acestea. planetele nu sunt formate din resturile spațiale, așa cum susțin „oamenii de știință” moderni din anumite motive, ci sunt sintetizate din materia stelelor și alte materii primare care încep să interacționeze între ele în neomogenități adecvate ale spațiului și formează așa-numitele. „materie hibridă”. Din aceste „materie hibride” se formează planetele și orice altceva din spațiul nostru. planeta noastră, la fel ca restul planetelor, nu este doar o „bucată de piatră”, ci un sistem foarte complex format din mai multe sfere imbricate una în alta (vezi). Cea mai densă sferă se numește „nivel dens din punct de vedere fizic” - asta este ceea ce vedem, așa-numitul. lume fizică. Al doilea din punct de vedere al densității, o sferă puțin mai mare este așa-numita. „nivelul material eteric” al planetei. Al treilea sferă – „nivel material astral”. al 4-lea sfera este „primul nivel mental” al planetei. a cincea sfera este „al doilea nivel mental” al planetei. Și şaselea sfera este „al treilea nivel mental” al planetei.

Planeta noastră ar trebui considerată doar ca totalitatea acestor șase sfere– șase niveluri materiale ale planetei cuibărite una în alta. Numai în acest caz este posibil să obțineți o imagine completă a structurii și proprietăților planetei și a proceselor care au loc în natură. Faptul că nu suntem încă capabili să observăm procesele care au loc în afara sferei dense din punct de vedere fizic a planetei noastre nu indică faptul că „nu există nimic acolo”, ci doar că în prezent organele noastre de simț nu sunt adaptate de natură în aceste scopuri. Și încă ceva: Universul nostru, planeta noastră Pământ și orice altceva din Universul nostru este format Șapte diverse tipuri de materie primară s-au contopit în şase materiale hibride. Și nu este nici divin, nici unic. Aceasta este doar o structură calitativă a Universului nostru, datorită proprietăților eterogenității în care s-a format.

Să continuăm: planetele se formează prin fuziunea materiei primare corespunzătoare în zonele neomogenităților spațiale care au proprietăți și calități potrivite pentru aceasta. Dar în acestea, ca și în toate celelalte regiuni ale spațiului, un număr mare de materie primară(forme libere de materie) de diferite tipuri, care nu interacționează sau interacționează foarte slab cu materii hibride. Intrând în zona eterogenității, multe dintre aceste chestiuni primare sunt afectate de această eterogenitate și se grăbesc spre centrul său, în conformitate cu gradientul (diferența) spațiului. Și, dacă o planetă s-a format deja în centrul acestei eterogenități, atunci materia primară, îndreptându-se spre centrul eterogenității (și centrul planetei), creează curgere direcțională, care creează așa-numitul. câmp gravitațional. Și, în consecință, sub gravitatie tu și cu mine trebuie să înțelegem impactul fluxului direcționat al materiei primare asupra a tot ceea ce este în cale. Adică, pentru a spune simplu, gravitația este presiune obiecte materiale la suprafața planetei prin fluxul de materie primară.

Nu-i asa, realitate este foarte diferită de legea fictivă a „atracției reciproce”, care se presupune că există peste tot fără un motiv clar. Realitatea este mult mai interesantă, mult mai complexă și mult mai simplă în același timp. Prin urmare, fizica proceselor naturale reale este mult mai ușor de înțeles decât a celor fictive. Iar folosirea cunoștințelor reale duce la descoperiri reale și la utilizarea eficientă a acestor descoperiri, și nu la supt din deget.

anti gravitație

Ca exemplu de științific de astăzi blasfemie se poate analiza pe scurt explicația „oamenilor de știință” a faptului că „razele de lumină sunt îndoite lângă mase mari”, și, prin urmare, putem vedea că ne este închisă de stele și planete.

Într-adevăr, putem observa obiecte din Cosmos care ne sunt ascunse de alte obiecte, dar acest fenomen nu are nicio legătură cu masele de obiecte, deoarece fenomenul „universal” nu există, adică. fără stele, fără planete NU să nu atragă raze către ei înșiși și să nu-și îndoaie traiectoria! Atunci de ce sunt „curbate”? Există un răspuns foarte simplu și convingător la această întrebare: razele nu sunt îndoite! Ei doar nu vă răspândiți în linie dreaptă, așa cum suntem obișnuiți să înțelegem, și în conformitate cu formă de spațiu. Dacă luăm în considerare un fascicul care trece în apropierea unui corp cosmic mare, atunci trebuie să ținem cont de faptul că fasciculul se învârte în jurul acestui corp, deoarece este forțat să urmeze curbura spațiului, ca de-a lungul unui drum de forma corespunzătoare. Și pur și simplu nu există altă cale pentru fascicul. Fasciculul nu se poate abține să nu ocolească acest corp, pentru că spațiul din această zonă are o formă atât de curbată... Mic în ceea ce s-a spus.

Acum, revenind la anti gravitație, devine clar de ce Omenirea nu poate prinde niciodată acest „anti-gravitație” urâtă sau să realizeze măcar ceva din ceea ce ne arată la televizor funcționarii inteligenți ai fabricii de vise. Suntem în mod special forțați de mai bine de o sută de ani, motoarele cu ardere internă sau motoare cu reacție sunt folosite aproape peste tot, deși sunt foarte departe de a fi perfecte atât din punct de vedere al principiului de funcționare, cât și ca proiectare, cât și ca eficiență. Suntem în mod special forțați mine folosind diverse generatoare de dimensiuni ciclopice, iar apoi transmit această energie prin fire, unde b despre cea mai mare parte este împrăștiată in spatiu! Suntem în mod special forțați trăim viața unor ființe nerezonabile, așa că nu avem de ce să fim surprinși că nu putem face nimic sensibil nici în știință, nici în tehnologie, nici în economie, nici în medicină, nici în organizarea unei vieți decente pentru societate.

Vă voi oferi acum câteva exemple despre crearea și utilizarea antigravitației (alias levitația) în viața noastră. Dar aceste moduri de a realiza antigravitația sunt cel mai probabil descoperite întâmplător. Și pentru a crea în mod conștient un dispozitiv cu adevărat util care implementează antigravitația, trebuie stiu natura reală a fenomenului gravitației, explora ea, analizează și a intelege toată esența ei! Numai atunci poate fi creat ceva sensibil, eficient și cu adevărat util societății.

Cel mai comun dispozitiv anti-gravitație pe care îl avem este balonși multe dintre variațiile sale. Dacă este umplut cu aer cald sau cu un gaz care este mai ușor decât amestecul de gaz atmosferic, atunci mingea va tinde să zboare în sus și să nu cadă. Acest efect este cunoscut oamenilor de foarte mult timp, dar totuși nu are o explicație completă- una care nu ar mai da naștere la noi întrebări.

O scurtă căutare pe YouTube a dus la descoperirea unui număr mare de videoclipuri care demonstrează exemple foarte reale de antigravitație. Voi enumera câteva dintre ele aici, astfel încât să puteți fi siguri că antigravitația ( levitație) chiar există, dar ... până acum niciunul dintre „oameni de știință” nu a explicat-o, aparent, mândria nu permite...

Teoria clasică a gravitației a lui Newton (legea gravitației universale a lui Newton)- o lege care descrie interacțiunea gravitațională în cadrul mecanicii clasice. Această lege a fost descoperită de Newton în jurul anului 1666. El spune că puterea F (\displaystyle F) atracție gravitațională între două puncte materiale de masă m 1 (\displaystyle m_(1))și m 2 (\displaystyle m_(2)) separate prin distanta r (\displaystyle r), este proporțională cu ambele mase și invers proporțional cu pătratul distanței dintre ele - adică:

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

Aici G (\displaystyle G)- gravitațional constant, egal cu 6,67408(31) 10 −11 m³/(kg s²) .

YouTube enciclopedic

1 / 5

✪ Introducere în Legea gravitației lui Newton

✪ Legea gravitației

✪ fizica LEGEA GRAVITATII UNIVERSALE Clasa 9

✪ Despre Isaac Newton (O scurtă istorie)

✪ Lecția 60. Legea gravitației universale. Constanta gravitațională

Subtitrări

Acum să învățăm puțin despre gravitație sau gravitație. După cum știți, gravitația, mai ales la un curs de fizică elementar sau chiar la un curs de fizică destul de avansat, este un astfel de concept încât puteți calcula și afla principalii parametri care o determină, dar, de fapt, gravitația nu este pe deplin de înțeles. Chiar dacă ești familiarizat cu teoria generală a relativității - dacă ești întrebat ce este gravitația, poți răspunde: este curbura spațiului-timp și altele asemenea. Cu toate acestea, este încă dificil să ne facem o idee intuitivă de ce două obiecte, doar pentru că au o așa-numită masă, sunt atrase unul de celălalt. Cel puțin pentru mine este mistic. După ce am remarcat acest lucru, trecem la considerarea conceptului de gravitație. Vom face acest lucru studiind legea gravitației universale a lui Newton, care este valabilă pentru majoritatea situațiilor. Această lege spune: forța de atracție gravitațională reciprocă F între două puncte materiale cu mase m₁ și m₂ este egală cu produsul constantei gravitaționale G și masa primului obiect m₁ și celui de-al doilea obiect m₂, împărțit la pătratul distanta d intre ele. Aceasta este o formulă destul de simplă. Să încercăm să o transformăm și să vedem dacă putem obține niște rezultate care ne sunt familiare. Folosim această formulă pentru a calcula accelerația în cădere liberă lângă suprafața Pământului. Să desenăm mai întâi Pământul. Doar ca sa intelegem despre ce vorbim. Acesta este Pământul nostru. Să presupunem că trebuie să calculăm accelerația gravitațională care acționează asupra lui Sal, adică asupra mea. Iată-mă aici. Să încercăm să aplicăm această ecuație pentru a calcula mărimea accelerației căderii mele către centrul Pământului sau către centrul de masă al Pământului. Valoarea notată cu litera G este constanta gravitațională universală. Încă o dată: G este constanta gravitațională universală. Deși, din câte știu, deși nu sunt un expert în această chestiune, mi se pare că valoarea ei se poate schimba, adică nu este o constantă adevărată și presupun că valoarea ei diferă cu diferite măsurători. Dar pentru nevoile noastre, precum și în majoritatea cursurilor de fizică, este o constantă, o constantă egală cu 6,67 * 10^(−11) metri cubi împărțit la un kilogram pe secundă pătrat. Da, dimensiunea sa pare ciudată, dar este suficient să înțelegeți că acestea sunt unități arbitrare necesare pentru a obține dimensiunea forței, ca urmare a înmulțirii cu masele obiectelor și a împărțirii la pătratul distanței, pentru a obține dimensiunea forței - un newton. , sau un kilogram pe metru împărțit la o secundă pătrat. Așa că nu vă faceți griji pentru aceste unități, doar să știți că va trebui să lucrăm cu metri, secunde și kilograme. Înlocuiți acest număr în formula pentru forță: 6,67 * 10^(−11). Deoarece trebuie să cunoaștem accelerația care acționează asupra lui Sal, atunci m₁ este egal cu masa lui Sal, adică me. Nu vreau să expun în această poveste cât cântăresc, așa că să lăsăm această greutate ca o variabilă, notând ms. A doua masă din ecuație este masa Pământului. Să-i scriem sensul uitându-ne la Wikipedia. Deci, masa Pământului este de 5,97 * 10^24 kilograme. Da, Pământul este mai masiv decât Sal. Apropo, greutatea și masa sunt concepte diferite. Deci, forța F este egală cu produsul constantei gravitaționale G înmulțit cu masa ms, apoi cu masa Pământului și toate acestea sunt împărțite la pătratul distanței. Puteți obiecta: care este distanța dintre Pământ și ce se află pe el? La urma urmei, dacă obiectele sunt în contact, distanța este zero. Este important de înțeles aici: distanța dintre două obiecte din această formulă este distanța dintre centrele lor de masă. În cele mai multe cazuri, centrul de masă al unei persoane este situat la aproximativ trei picioare deasupra suprafeței pământului, cu excepția cazului în care persoana este prea înaltă. Oricare ar fi cazul, centrul meu de masă poate fi la trei picioare deasupra solului. Unde este centrul de masă al Pământului? Evident, în centrul pământului. Care este raza Pământului? 6371 de kilometri, sau aproximativ 6 milioane de metri. Deoarece înălțimea centrului meu de masă este de aproximativ o milioneme din distanța de la centrul de masă al Pământului, în acest caz poate fi neglijată. Apoi distanța va fi 6 și așa mai departe, ca toate celelalte valori, trebuie să o scrieți în forma standard - 6,371 * 10^6, deoarece 6000 km este 6 milioane de metri, iar un milion este 10^6. Scriem, rotunjind toate fracțiile la a doua zecimală, distanța este 6,37 * 10 ^ 6 metri. Formula este pătratul distanței, așa că să punem totul în pătrat. Să încercăm să simplificăm acum. În primul rând, înmulțim valorile în numărător și avansăm variabila ms. Atunci forța F este egală cu masa Sal pe toată partea superioară, o calculăm separat. Deci 6,67 ori 5,97 este egal cu 39,82. 39,82. Acesta este produsul părților semnificative, care ar trebui acum înmulțit cu 10 la puterea dorită. 10^(−11) și 10^24 au aceeași bază, așa că pentru a le înmulți, trebuie doar să adăugați exponenții. Adunând 24 și −11, obținem 13, ca rezultat avem 10^13. Să găsim numitorul. Este egal cu 6,37 pătrat ori 10^6 pătrat. După cum vă amintiți, dacă un număr scris ca putere este ridicat la o altă putere, atunci exponenții sunt înmulțiți, ceea ce înseamnă că 10^6 pătrat este 10 la puterea de 6 ori 2, sau 10^12. În continuare, calculăm pătratul numărului 6,37 folosind un calculator și obținem... Pătratăm 6,37. Și acesta este 40,58. 40,58. Rămâne de împărțit 39,82 la 40,58. Împărțiți 39,82 la 40,58, ceea ce este egal cu 0,981. Apoi împărțim 10^13 la 10^12, care este 10^1, sau doar 10. Și 0,981 ori 10 este 9,81. După simplificare și calcule simple, am constatat că forța gravitațională de lângă suprafața Pământului, care acționează asupra lui Sal, este egală cu masa lui Sal înmulțită cu 9,81. Ce ne oferă asta? Este posibil acum să calculăm accelerația gravitațională? Se știe că forța este egală cu produsul dintre masă și accelerație, prin urmare, forța gravitației este pur și simplu egală cu produsul dintre masa lui Sal și accelerația gravitațională, care este de obicei notat cu litera minusculă g. Deci, pe de o parte, forța de atracție este egală cu numărul de 9,81 ori masa lui Sal. Pe de altă parte, este egal cu masa lui Sal pe accelerație gravitațională. Împărțind ambele părți ale ecuației la masa lui Sal, obținem că coeficientul 9,81 este accelerația gravitațională. Și dacă am include în calcule înregistrarea completă a unităților de dimensiuni, atunci, având kilograme reduse, am vedea că accelerația gravitațională se măsoară în metri împărțit la o secundă pătrat, ca orice accelerație. De asemenea, puteți observa că valoarea obținută este foarte apropiată de cea pe care am folosit-o la rezolvarea problemelor legate de mișcarea unui corp aruncat: 9,8 metri pe secundă pătrat. Este impresionant. Să rezolvăm o altă scurtă problemă gravitațională, pentru că mai avem câteva minute. Să presupunem că avem o altă planetă numită Earth Baby. Fie ca raza lui Malyshka rS să fie jumătate din raza Pământului rE, iar masa ei mS egală cu jumătate din masa Pământului mE. Care va fi forța gravitației care va acționa aici asupra oricărui obiect și cu cât este mai mică decât forța gravitației pământului? Deși, să lăsăm problema pentru data viitoare, atunci o voi rezolva. Te văd. Subtitrări de către comunitatea Amara.org

Proprietățile gravitației newtoniene

În teoria newtoniană, fiecare corp masiv generează un câmp de forță de atracție față de acest corp, care se numește câmp gravitațional. Acest câmp este potențial și funcția potențialului gravitațional pentru un punct material cu masă M (\displaystyle M) este determinată de formula:

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

În general, atunci când densitatea materiei ρ (\displaystyle \rho ) distribuite aleatoriu, satisface ecuația Poisson:

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

Rezolvarea acestei ecuații se scrie astfel:

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

Unde r (\displaystyle r) - distanta dintre elementul de volum dV (\displaystyle dV) și punctul în care este determinat potențialul φ (\displaystyle \varphi ), C (\displaystyle C) este o constantă arbitrară.

Forța de atracție care acționează într-un câmp gravitațional asupra unui punct material cu masă m (\displaystyle m), este legată de potențial prin formula:

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

Un corp simetric sferic creează același câmp în afara limitelor sale ca un punct material de aceeași masă situat în centrul corpului.

Traiectoria unui punct material într-un câmp gravitațional creat de un punct de masă mult mai mare respectă legile lui Kepler. În special, planetele și cometele din Sistemul Solar se mișcă în elipse sau hiperbole. Influența altor planete, care distorsionează această imagine, poate fi luată în considerare folosind teoria perturbației.

Precizia legii lui Newton a gravitației universale

O evaluare experimentală a gradului de acuratețe a legii gravitației lui Newton este una dintre confirmările teoriei generale a relativității. Experimentele de măsurare a interacțiunii cvadrupol a unui corp rotativ și a unei antene fixe au arătat că incrementul δ (\displaystyle \delta )în expresia pentru dependenţa potenţialului newtonian r - (1 + δ) (\displaystyle r^(-(1+\delta))) la distante de cativa metri se afla in (2 , 1 ± 6 , 2) ∗ 10 − 3 (\displaystyle (2,1\pm 6,2)*10^(-3)). Alte experimente au confirmat, de asemenea, absența modificărilor în legea gravitației universale.

Legea gravitației universale a lui Newton a fost testată în 2007 la distanțe mai mici de un centimetru (de la 55 microni la 9,53 mm). Luând în considerare erorile experimentale, nu s-au găsit abateri de la legea lui Newton în intervalul de distanțe investigat.

Observațiile precise cu laser ale orbitei Lunii confirmă legea gravitației universale la o distanță de la Pământ la Lună cu acuratețe 3 ⋅ 10 − 11 (\displaystyle 3\cdot 10^(-11)).

Relația cu geometria spațiului euclidian

Fapt de egalitate cu o precizie foarte mare 10 - 9 (\displaystyle 10^(-9)) exponentul distanței în numitorul expresiei pentru forța gravitațională față de număr 2 (\displaystyle 2) reflectă natura euclidiană a spațiului fizic tridimensional al mecanicii newtoniene. În spațiul euclidian tridimensional, aria suprafeței unei sfere este exact proporțională cu pătratul razei sale.

Contur istoric

Ideea însăși a unei forțe gravitaționale universale a fost exprimată în mod repetat chiar înainte de Newton. Mai devreme, Epicur, Gassendi, Kepler, Borelli, Descartes, Roberval, Huygens și alții s-au gândit la asta. Kepler credea că gravitația este invers proporțională cu distanța până la Soare și se extinde doar în planul eclipticii; Descartes a considerat că este rezultatul vârtejurilor din eter. Au existat, totuși, presupuneri cu o dependență corectă de distanță; Newton, într-o scrisoare către Halley, îi menționează pe Bulliald, Wren și Hooke drept predecesorii săi. Dar înainte de Newton, nimeni nu a fost capabil să lege clar și matematic în mod concludent legea gravitației (o forță invers proporțională cu pătratul distanței) și legile mișcării planetare (legile lui Kepler).

• legea gravitației;
• legea mișcării (a doua lege a lui Newton);
• sistem de metode de cercetare matematică (analiza matematică).

Luată împreună, această triadă este suficientă pentru un studiu complet al celor mai complexe mișcări ale corpurilor cerești, creând astfel bazele mecanicii cerești. Înainte de Einstein, nu au fost necesare modificări fundamentale la acest model, deși aparatul matematic s-a dovedit a fi necesar să fie dezvoltat semnificativ.

Rețineți că teoria gravitației a lui Newton nu mai era, strict vorbind, heliocentrică. Deja în problema celor două corpuri, planeta nu se rotește în jurul Soarelui, ci în jurul unui centru de greutate comun, deoarece nu numai Soarele atrage planeta, ci planeta atrage și Soarele. În cele din urmă, s-a dovedit a fi necesar să se țină cont de influența planetelor una asupra celeilalte.

În secolul al XVIII-lea, legea gravitației universale a făcut obiectul unei discuții active (opuse de susținătorii școlii lui Descartes) și al unei încercări atente. Până la sfârșitul secolului, a devenit general recunoscut că legea gravitației universale face posibilă explicarea și prezicerea mișcărilor corpurilor cerești cu mare precizie. Henry Cavendish a efectuat în 1798 o verificare directă a validității legii gravitației în condiții terestre, folosind balanțe de torsiune extrem de sensibile. Un pas important a fost introducerea de către Poisson în 1813 a conceptului de potențial gravitațional și a ecuației Poisson pentru acest potențial; acest model a făcut posibilă investigarea câmpului gravitațional cu o distribuție arbitrară a materiei. După aceea, legea lui Newton a început să fie privită ca o lege fundamentală a naturii.

În același timp, teoria lui Newton conținea o serie de dificultăți. Principala este o acțiune inexplicabilă cu rază lungă de acțiune: forța gravitațională a fost transmisă de neînțeles cum printr-un spațiu complet gol și infinit de rapid. În esență, modelul newtonian a fost pur matematic, fără niciun conținut fizic. În plus, dacă Universul, așa cum sa presupus atunci, este euclidian și infinit și, în același timp, densitatea medie a materiei din el este diferită de zero, atunci apare un paradox gravitațional. La sfârșitul secolului al XIX-lea a fost descoperită o altă problemă: discrepanța dintre deplasarea teoretică și cea observată periheliu Mercur.

Dezvoltare în continuare

Teoria generală a relativității

Timp de mai bine de două sute de ani după Newton, fizicienii au propus diverse modalități de a îmbunătăți teoria gravitațională a lui Newton. Aceste eforturi au fost încununate cu succes în 1915, odată cu crearea teoriei generale a relativității a lui Einstein, în care toate aceste dificultăți au fost depășite. Teoria lui Newton, în deplin acord cu principiul corespondenței, s-a dovedit a fi o aproximare a unei teorii mai generale, aplicabilă în două condiții:

În câmpurile gravitaționale staționare slabe, ecuațiile de mișcare devin newtoniene (potențial gravitațional). Pentru a demonstra acest lucru, arătăm că potențialul gravitațional scalar în câmpuri gravitaționale staționare slabe satisface ecuația Poisson.

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

Se știe (Potențial gravitațional) că în acest caz potențialul gravitațional are forma:

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

Să găsim componenta tensorului  energie-impuls din ecuațiile câmpului gravitațional  din teoria generală a relativității:

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)),

Unde R i k (\displaystyle R_(ik)) este tensorul de curbură. Căci putem introduce tensorul energie cinetică-impuls ρ u i u k (\displaystyle \rho u_(i)u_(k)). Neglijarea cantităților din comandă u/c (\displaystyle u/c), puteți pune toate componentele T i k (\displaystyle T_(ik)), In afara de asta T 44 (\displaystyle T_(44)), egal cu zero. Componentă T 44 (\displaystyle T_(44)) este egal cu T 44 = ρ c 2 (\displaystyle T_(44)=\rho c^(2)) prin urmare 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)). Astfel, ecuațiile câmpului gravitațional iau forma R 44 = − 1 2 ϰ ρ c 2 (\displaystyle R_(44)=-(\frac (1)(2))\varkappa \rho c^(2)). Datorita formulei

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 ))

valoarea componentei tensorului de curbură R44 (\displaystyle R_(44)) poate fi luat egal R 44 = − ∂ Γ 44 α ∂ x α (\displaystyle R_(44)=-(\frac (\partial \Gamma _(44)^(\alpha ))(\partial x^(\alpha )))) iar din moment ce 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 _(\ alfa )(\frac (\partial ^(2)g_(44))(\partial x_(\alpha )^(2)))=(\frac (1)(2))\Delta g_(44)=- (\frac (\Delta \Phi )(c^(2)))). Astfel, ajungem la ecuația Poisson:

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

gravitația cuantică

Totuși, teoria generală a relativității nu este nici teoria finală a gravitației, deoarece nu descrie în mod adecvat procesele gravitaționale la scară cuantică (la distanțe de ordinul scării Planck, aproximativ 1,6⋅10 −35 ). Construirea unei teorii cuantice consistente a gravitației este una dintre cele mai importante probleme nerezolvate ale fizicii moderne.

Din punctul de vedere al gravitației cuantice, interacțiunea gravitațională se realizează prin schimbul de gravitoni virtuali între corpuri care interacționează. Conform principiului incertitudinii, energia unui graviton virtual este invers proporțională cu timpul existenței sale din momentul emiterii de către un corp până la momentul absorbției de către un alt corp. Durata de viață este proporțională cu distanța dintre corpuri. Astfel, la distanțe mici corpurile care interacționează pot schimba gravitoni virtuali cu lungimi de undă scurte și lungi, iar la distanțe mari doar gravitoni cu lungimi de undă lungi. Din aceste considerații, se poate obține legea de proporționalitate inversă a potențialului newtonian de la distanță. Analogia dintre legea lui Newton și legea lui Coulomb se explică prin faptul că masa gravitonului, ca și masa

I. Newton a putut deduce din legile lui Kepler una dintre legile fundamentale ale naturii – legea gravitației universale. Newton știa că pentru toate planetele sistemului solar, accelerația este invers proporțională cu pătratul distanței de la planetă la Soare și coeficientul de proporționalitate este același pentru toate planetele.

De aici rezultă, în primul rând, că forța de atracție care acționează din partea Soarelui pe o planetă trebuie să fie proporțională cu masa acestei planete. Într-adevăr, dacă accelerația planetei este dată de formula (123.5), atunci forța care provoacă accelerația,

unde este masa planetei. Pe de altă parte, Newton cunoștea accelerația pe care Pământul o dă Lunii; a fost determinată din observațiile mișcării lunii în timp ce aceasta se învârtea în jurul pământului. Această accelerație este de aproximativ ori mai mică decât accelerația raportată de Pământ pentru corpurile situate lângă suprafața pământului. Distanța de la Pământ la Lună este aproximativ egală cu razele Pământului. Cu alte cuvinte, Luna este mai departe de centrul Pământului decât corpurile de pe suprafața Pământului, iar accelerația ei este de câteva ori mai mică.

Dacă presupunem că Luna se mișcă sub influența gravitației Pământului, atunci rezultă că forța de atracție a Pământului, precum și forța de atracție a Soarelui, scade invers cu pătratul distanței de la centrul Pământ. În cele din urmă, forța de gravitație a Pământului este direct proporțională cu masa corpului atras. Newton a stabilit acest fapt în experimente cu pendul. El a descoperit că perioada de balansare a unui pendul nu depinde de masa acestuia. Aceasta înseamnă că Pământul oferă aceeași accelerație pendulelor de mase diferite și, în consecință, forța de atracție a Pământului este proporțională cu masa corpului asupra căruia acționează. Același lucru rezultă, desigur, din aceeași accelerație a căderii libere pentru corpuri de mase diferite, dar experimentele cu pendulii fac posibilă verificarea acestui fapt cu o mai mare acuratețe.

Aceste trăsături similare ale forțelor de atracție ale Soarelui și ale Pământului l-au condus pe Newton la concluzia că natura acestor forțe este aceeași și că există forțe gravitaționale universale care acționează între toate corpurile și care scad invers cu pătratul distanței dintre corpuri. În acest caz, forța gravitațională care acționează asupra unui anumit corp de masă trebuie să fie proporțională cu masa.

Pe baza acestor fapte și considerații, Newton a formulat legea gravitației universale în acest fel: oricare două corpuri sunt atrase unul de celălalt cu o forță care este îndreptată de-a lungul liniei care le leagă, este direct proporțională cu masele ambelor corpuri și invers proporțională. la pătratul distanței dintre ele, adică forța de atracție reciprocă

unde și sunt masele corpurilor, este distanța dintre ele și este coeficientul de proporționalitate, numit constantă gravitațională (metoda de măsurare a acesteia va fi descrisă mai jos). Îmbinând această formulă cu formula (123.4), vedem că , unde este masa Soarelui. Forțele gravitației universale satisfac cea de-a treia lege a lui Newton. Acest lucru a fost confirmat de toate observațiile astronomice ale mișcării corpurilor cerești.

În această formulare, legea gravitației universale este aplicabilă corpurilor care pot fi considerate puncte materiale, adică corpurilor, distanța dintre care este foarte mare în raport cu dimensiunile lor, altfel ar fi necesar să se țină seama de faptul că diferite puncte ale corpurile sunt separate unele de altele prin distante diferite. Pentru corpurile sferice omogene, formula este adevărată pentru orice distanță dintre corpuri, dacă luăm ca calitate distanța dintre centrele lor. În special, în cazul atracției corpului de către Pământ, distanța trebuie numărată de la centrul Pământului. Aceasta explică faptul că forța gravitațională aproape că nu scade pe măsură ce înălțimea deasupra Pământului crește (§ 54): deoarece raza Pământului este de aproximativ 6400, atunci când poziția corpului deasupra suprafeței Pământului se schimbă chiar și în zeci. de kilometri, forța de gravitație a Pământului rămâne practic neschimbată.

Constanta gravitațională poate fi determinată prin măsurarea tuturor celorlalte mărimi incluse în legea gravitației universale, pentru orice caz particular.

Pentru prima dată, a fost posibilă determinarea valorii constantei gravitaționale folosind balanțe de torsiune, al căror dispozitiv este prezentat schematic în Fig. 202. Pe un fir lung și subțire este atârnat un balansoar ușor, la capetele căruia sunt fixate două bile de masă identice. Rockerul este echipat cu o oglindă, care vă permite să măsurați optic mici rotații ale rockerului în jurul axei verticale. Două bile cu masă mult mai mare pot fi abordate din diferite părți ale bilelor.

Orez. 202. Schema unei balanțe de torsiune pentru măsurarea constantei gravitaționale

Forțele de atracție ale bilelor mici către cele mari creează câteva forțe care rotesc balansoarul în sensul acelor de ceasornic (când sunt privite de sus). Măsurând unghiul la care balansierul se învârte atunci când se apropie de bile de bile și cunoscând proprietățile elastice ale firului pe care este suspendat balansierul, se poate determina momentul unei perechi de forțe cu care masele sunt atrase spre masele . Deoarece masele bilelor și distanța dintre centrele lor (la o poziție dată a culbutorului) sunt cunoscute, valoarea poate fi găsită din formula (124.1). S-a dovedit a fi egal

După ce valoarea a fost determinată, sa dovedit a fi posibilă determinarea masei Pământului din legea gravitației universale. Într-adevăr, în conformitate cu această lege, un corp de masă situat la suprafața Pământului este atras de Pământ cu o forță

unde este masa Pământului și este raza acestuia. Pe de altă parte, știm că. Echivalând aceste cantități, găsim

.

Astfel, deși forțele de gravitație universală care acționează între corpuri de mase diferite sunt egale, un corp de masă mică primește o accelerație semnificativă, iar un corp de masă mare experimentează o accelerație mică.

Întrucât masa totală a tuturor planetelor din sistemul solar este puțin mai mare decât masa soarelui, accelerația pe care o experimentează soarele ca urmare a forțelor gravitaționale care acționează asupra sa de la planete este neglijabilă în comparație cu accelerațiile pe care le are soarele. forța soarelui o conferă planetelor. Forțele gravitaționale care acționează între planete sunt, de asemenea, relativ mici. Prin urmare, luând în considerare legile mișcării planetare (legile lui Kepler), nu am ținut cont de mișcarea Soarelui în sine și am considerat aproximativ că traiectoriile planetelor sunt orbite eliptice, într-unul dintre focarele cărora se află Soarele. . Cu toate acestea, în calculele precise, trebuie să ținem cont de acele „perturbații” care sunt introduse în mișcarea Soarelui însuși sau a oricărei planete de forțele gravitaționale de pe alte planete.

124.1. Cât de mult va scădea forța gravitației care acționează asupra unui proiectil de rachetă atunci când acesta se ridică la 600 km deasupra suprafeței Pământului? Raza Pământului este luată egală cu 6400 km.

124.2. Masa Lunii este de 81 de ori mai mică decât masa Pământului, iar raza Lunii este de aproximativ 3,7 ori mai mică decât raza Pământului. Aflați greutatea unui om pe Lună dacă greutatea lui pe pământ este de 600 N.

124.3. Masa Lunii este de 81 de ori mai mică decât masa Pământului. Găsiți pe linia care leagă centrele Pământului și Lunii, un punct în care forțele de atracție ale Pământului și ale Lunii sunt egale între ele, acționând asupra unui corp plasat în acest punct.

Acest articol se va concentra pe istoria descoperirii legii gravitației universale. Aici ne vom familiariza cu informațiile biografice din viața omului de știință care a descoperit această dogmă fizică, vom lua în considerare principalele sale prevederi, relația cu gravitația cuantică, cursul dezvoltării și multe altele.

Geniu

Sir Isaac Newton este un om de știință englez. La un moment dat, el a dedicat multă atenție și efort unor științe precum fizica și matematica și, de asemenea, a adus o mulțime de lucruri noi mecanicii și astronomiei. El este considerat pe drept unul dintre primii fondatori ai fizicii în modelul său clasic. Este autorul lucrării fundamentale „Principii matematice ale filosofiei naturale”, unde a prezentat informații despre cele trei legi ale mecanicii și legea gravitației universale. Isaac Newton a pus bazele mecanicii clasice cu aceste lucrări. De asemenea, a dezvoltat un tip integral, teoria luminii. De asemenea, a adus multe contribuții la optica fizică și a dezvoltat multe alte teorii în fizică și matematică.

Lege

Legea gravitației universale și istoria descoperirii ei merg cu mult înapoi în timp.Forma sa clasică este o lege care descrie interacțiunea unui tip gravitațional care nu depășește cadrul mecanicii.

Esența sa a fost că indicatorul forței F a atracției gravitaționale care se formează între 2 corpuri sau puncte ale materiei m1 și m2, separate unul de celălalt printr-o anumită distanță r, este proporțional cu ambii indicatori de masă și este invers proporțional cu pătratul lui distanța dintre corpuri:

F = G, unde prin simbolul G notăm constanta gravitațională egală cu 6.67408(31).10 -11 m 3 /kgf 2.

gravitația lui Newton

Înainte de a lua în considerare istoria descoperirii legii gravitației universale, să aruncăm o privire mai atentă asupra caracteristicilor sale generale.

În teoria creată de Newton, toate corpurile cu o masă mare trebuie să genereze un câmp special în jurul lor, care să atragă alte obiecte spre sine. Se numește câmp gravitațional și are potențial.

Un corp cu simetrie sferică formează un câmp în afara lui, similar celui creat de un punct material de aceeași masă situat în centrul corpului.

Direcția traiectoriei unui astfel de punct din câmpul gravitațional, creat de un corp cu o masă mult mai mare, se supune.Obiectele universului, cum ar fi, de exemplu, o planetă sau o cometă, se supun și ele, mișcându-se de-a lungul unui elipsa sau hiperbola. Luarea în considerare a distorsiunii pe care alte corpuri masive o creează este luată în considerare folosind prevederile teoriei perturbațiilor.

Analiza preciziei

După ce Newton a descoperit legea gravitației universale, aceasta a trebuit să fie testată și demonstrată de mai multe ori. Pentru aceasta s-au făcut o serie de calcule și observații. Fiind de acord cu prevederile sale și pornind de la acuratețea indicatorului său, forma experimentală de estimare servește ca o confirmare clară a GR. Măsurarea interacțiunilor cu patru poli ale unui corp care se rotește, dar antenele acestuia rămân nemișcate, ne arată că procesul de creștere a δ depinde de potențialul r - (1 + δ) , la o distanță de câțiva metri și se află în limită (2,1 ± 6.2) .10 -3 . O serie de alte confirmări practice au permis stabilirea acestei legi și să ia o singură formă, fără modificări. În 2007, această dogmă a fost reverificată la o distanță mai mică de un centimetru (55 microni-9,59 mm). Luând în considerare erorile experimentale, oamenii de știință au examinat intervalul de distanță și nu au găsit abateri evidente în această lege.

Observarea orbitei Lunii în raport cu Pământul a confirmat, de asemenea, valabilitatea acesteia.

Spațiul euclidian

Teoria clasică a gravitației a lui Newton este legată de spațiul euclidian. Egalitatea efectivă cu o precizie suficient de mare (10 -9) a măsurilor de distanță în numitorul egalității discutate mai sus ne arată baza euclidiană a spațiului mecanicii newtoniene, cu o formă fizică tridimensională. Într-un astfel de punct al materiei, aria unei suprafețe sferice este exact proporțională cu pătratul razei sale.

Date din istorie

Luați în considerare un scurt rezumat al istoriei descoperirii legii gravitației universale.

Ideile au fost prezentate de alți oameni de știință care au trăit înainte de Newton. Epicur, Kepler, Descartes, Roberval, Gassendi, Huygens și alții au vizitat reflecții asupra ei. Kepler a prezentat presupunerea că forța gravitațională este invers proporțională cu distanța de la steaua Soarelui și are distribuție doar în planurile ecliptice; după Descartes, a fost o consecință a activității vârtejurilor în grosimea eterului. A existat o serie de presupuneri care au inclus o reflectare a presupunerilor corecte despre dependența de distanță.

O scrisoare de la Newton către Halley conținea informații că Hooke, Wren și Buyo Ismael erau predecesorii lui Sir Isaac însuși. Cu toate acestea, nimeni înaintea lui nu a reușit să conecteze clar, cu ajutorul metodelor matematice, legea gravitației și mișcarea planetară.

Istoria descoperirii legii gravitației universale este strâns legată de lucrarea „Principii matematice ale filosofiei naturale” (1687). În această lucrare, Newton a putut deriva legea în cauză datorită legii empirice a lui Kepler, care era deja cunoscută în acel moment. El ne arată că:

• forma de mișcare a oricărei planete vizibile mărturisește prezența unei forțe centrale;
• forţa de atracţie de tip central formează orbite eliptice sau hiperbolice.

Despre teoria lui Newton

O examinare a scurtei istorii a descoperirii legii gravitației universale ne poate indica și o serie de diferențe care o deosebesc de ipotezele anterioare. Newton s-a angajat nu numai în publicarea formulei propuse pentru fenomenul luat în considerare, dar a propus și un model de tip matematic într-o formă holistică:

• poziție pe legea gravitației;
• poziție asupra legii mișcării;
• sistematica metodelor de cercetare matematică.

Această triadă a fost capabilă să investigheze chiar și cele mai complexe mișcări ale obiectelor cerești într-o măsură destul de precisă, creând astfel baza pentru mecanica cerească. Până la începutul activității lui Einstein în acest model nu era necesară prezența unui set fundamental de corecții. Numai aparatura matematică trebuia îmbunătățită semnificativ.

Obiect de discutie

Legea descoperită și dovedită a devenit, de-a lungul secolului al XVIII-lea, un subiect binecunoscut de controversă activă și control scrupulos. Cu toate acestea, secolul s-a încheiat cu un acord general cu postulatele și afirmațiile sale. Folosind calculele legii, a fost posibil să se determine cu exactitate căile de mișcare a corpurilor în cer. O verificare directă a fost făcută în 1798. A făcut asta folosind o balanță de tip torsiune cu o mare sensibilitate. În istoria descoperirii legii universale a gravitației, este necesar să se aloce un loc aparte interpretărilor introduse de Poisson. El a dezvoltat conceptul de potențial gravitațional și ecuația Poisson, cu ajutorul cărora a fost posibil să se calculeze acest potențial. Acest tip de model a făcut posibilă studierea câmpului gravitațional în prezența unei distribuții arbitrare a materiei.

Au existat multe dificultăți în teoria lui Newton. Principalul ar putea fi considerat inexplicabilitatea acțiunii la distanță lungă. Nu a existat un răspuns exact la întrebarea cum forțele atractive sunt trimise prin spațiul vid cu o viteză infinită.

„Evoluția” dreptului

În următoarele două sute de ani, și chiar mai mult, mulți fizicieni au încercat să propună diferite modalități de îmbunătățire a teoriei lui Newton. Aceste eforturi s-au încheiat cu un triumf în 1915, și anume crearea Teoriei Generale a Relativității, care a fost creată de Einstein. El a reușit să depășească întregul set de dificultăți. În conformitate cu principiul corespondenței, teoria lui Newton s-a dovedit a fi o aproximare a începutului lucrării asupra unei teorii într-o formă mai generală, care poate fi aplicată în anumite condiții:

1. Potențialul naturii gravitaționale nu poate fi prea mare în sistemele studiate. Sistemul solar este un exemplu de respectare a tuturor regulilor de mișcare a corpurilor cerești. Fenomenul relativist se regăsește într-o manifestare notabilă a deplasării periheliului.
2. Indicatorul vitezei de mișcare în acest grup de sisteme este nesemnificativ în comparație cu viteza luminii.

Dovada că într-un câmp de gravitație staționar slab calculele GR iau forma celor newtoniene este prezența unui potențial gravitațional scalar într-un câmp staționar cu caracteristici de forță slab exprimate, care este capabil să satisfacă condițiile ecuației Poisson.

Scala cuantică

Totuși, în istorie, nici descoperirea științifică a legii gravitației universale, nici Teoria Generală a Relativității nu au putut servi drept teorie gravitațională finală, întrucât ambele nu descriu în mod adecvat procesele de tip gravitațional la scara cuantică. O încercare de a crea o teorie gravitațională cuantică este una dintre cele mai importante sarcini ale fizicii contemporane.

Din punctul de vedere al gravitației cuantice, interacțiunea dintre obiecte este creată prin schimbul gravitonilor virtuali. În conformitate cu principiul incertitudinii, potențialul energetic al gravitonilor virtuali este invers proporțional cu intervalul de timp în care a existat, de la punctul de emisie de către un obiect până la momentul în care a fost absorbit de un alt punct.

Având în vedere acest lucru, se dovedește că la o scară mică de distanțe, interacțiunea corpurilor implică schimbul de gravitoni de tip virtual. Datorită acestor considerații, este posibil să se încheie prevederea cu privire la legea potențialului lui Newton și a dependenței acestuia în conformitate cu reciproca proporționalității față de distanță. Analogia dintre legile lui Coulomb și Newton se explică prin faptul că greutatea gravitonilor este egală cu zero. Greutatea fotonilor are aceeași semnificație.

Iluzie

În programa școlară, răspunsul la o întrebare din istorie, cum a descoperit Newton legea gravitației universale, este povestea unui fruct de măr în cădere. Potrivit acestei legende, a căzut pe capul unui om de știință. Cu toate acestea, aceasta este o concepție greșită larg răspândită și, de fapt, totul a putut să se facă fără un caz similar de posibilă rănire la cap. Newton însuși a confirmat uneori acest mit, dar în realitate legea nu a fost o descoperire spontană și nu a venit într-o explozie de perspectivă de moment. După cum s-a scris mai sus, a fost dezvoltat pentru o lungă perioadă de timp și a fost prezentat pentru prima dată în lucrările despre „Principiile matematicii”, care au apărut expuse public în 1687.