Isaac Newton navrhol, že medzi akýmikoľvek telesami v prírode existujú sily vzájomnej príťažlivosti. Tieto sily sú tzv gravitačné sily alebo gravitačné sily. Sila nepotlačiteľnej gravitácie sa prejavuje vo vesmíre, slnečnej sústave a na Zemi.

Zákon gravitácie

Newton zovšeobecnil zákony pohybu nebeských telies a zistil, že sila \ (F \) sa rovná:

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

kde \(m_1 \) a \(m_2 \) sú hmotnosti interagujúcich telies, \(R \) je vzdialenosť medzi nimi, \(G \) je koeficient úmernosti, ktorý je tzv. gravitačná konštanta. Číselná hodnota gravitačnej konštanty bola experimentálne určená Cavendishom meraním sily interakcie medzi olovenými guľôčkami.

Fyzikálny význam gravitačnej konštanty vyplýva zo zákona univerzálnej gravitácie. Ak \(m_1 = m_2 = 1 \text(kg) \), \(R = 1 \text(m) \) , potom \(G = F \) , t.j. gravitačná konštanta sa rovná sile, ktorou sa priťahujú dve telesá s hmotnosťou 1 kg vo vzdialenosti 1 m.

Číselná hodnota:

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

Sily univerzálnej gravitácie pôsobia medzi akýmikoľvek telesami v prírode, ale stávajú sa hmatateľnými pri veľkých hmotnostiach (alebo ak je aspoň hmotnosť jedného z telies veľká). Zákon univerzálnej gravitácie je splnený len pre hmotné body a guľôčky (v tomto prípade sa vzdialenosť medzi stredmi gúľ berie ako vzdialenosť).

Gravitácia

Špeciálnym druhom univerzálnej gravitačnej sily je sila príťažlivosti telies k Zemi (alebo k inej planéte). Táto sila sa nazýva gravitácia. Pôsobením tejto sily nadobudnú všetky telesá zrýchlenie voľného pádu.

Podľa druhého Newtonovho zákona \(g = F_T /m \) , teda \(F_T = mg \) .

Ak M je hmotnosť Zeme, R je jej polomer, m je hmotnosť daného telesa, potom sa gravitačná sila rovná

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

Gravitačná sila je vždy nasmerovaná do stredu Zeme. V závislosti od výšky \ (h \) nad povrchom Zeme a zemepisnej šírky polohy telesa nadobúda zrýchlenie voľného pádu rôzne hodnoty. Na povrchu Zeme a v stredných zemepisných šírkach je zrýchlenie voľného pádu 9,831 m/s 2 .

Telesná hmotnosť

V technike a každodennom živote je pojem telesnej hmotnosti široko používaný.

Telesná hmotnosť označené \(P \) . Jednotkou hmotnosti je newton (N). Keďže hmotnosť sa rovná sile, ktorou teleso pôsobí na podperu, potom sa v súlade s tretím Newtonovým zákonom hmotnosť telesa rovná reakčnej sile podpery. Preto, aby sme našli hmotnosť tela, je potrebné určiť, aká sila reakcie podpery sa rovná.

Predpokladá sa, že telo je nehybné vzhľadom na podperu alebo zavesenie.

Telesná hmotnosť a gravitácia sa líšia svojou povahou: telesná hmotnosť je prejavom pôsobenia medzimolekulových síl a gravitácia má gravitačný charakter.

Stav telesa, v ktorom je jeho hmotnosť nulová, sa nazýva stav beztiaže. Stav beztiaže pozorujeme v lietadle alebo kozmickej lodi pri pohybe so zrýchlením voľného pádu bez ohľadu na smer a hodnotu rýchlosti ich pohybu. Mimo zemskej atmosféry, keď sú prúdové motory vypnuté, pôsobí na kozmickú loď iba sila univerzálnej gravitácie. Pôsobením tejto sily sa vesmírna loď a všetky telesá v nej pohybujú rovnakým zrýchlením, takže v lodi je pozorovaný stav beztiaže.

Javascript je vo vašom prehliadači zakázaný.
Aby bolo možné vykonávať výpočty, musia byť povolené ovládacie prvky ActiveX!

Rozhodol som sa v rámci svojich možností a možností zamerať sa na osvetlenie podrobnejšie. vedecké dedičstvo Akademik Nikolaj Viktorovič Levašov, pretože vidím, že dnes jeho diela ešte nie sú v dopyte, aby boli v spoločnosti skutočne slobodných a rozumných ľudí. ľudia stále nerozumiem hodnotu a dôležitosť jeho kníh a článkov, pretože si neuvedomujú rozsah podvodu, v ktorom sme žili posledných pár storočí; nechápu, že informácie o prírode, ktoré považujeme za známe a teda pravdivé, sú 100% falošné; a sú nám zámerne vnucované, aby zakryli pravdu a zabránili nám rozvíjať sa správnym smerom...

Zákon gravitácie

Prečo sa musíme zaoberať touto gravitáciou? Je ešte niečo, čo o nej nevieme? Čo si! O gravitácii už vieme veľa! Napríklad Wikipedia nás o tom láskavo informuje « gravitácia (príťažlivosť, na celom svete, gravitácia) (z lat. gravitas - "gravitácia") - univerzálna základná interakcia medzi všetkými hmotnými telesami. V aproximácii nízkych rýchlostí a slabej gravitačnej interakcie ju popisuje Newtonova teória gravitácie, vo všeobecnom prípade ju popisuje Einsteinova všeobecná teória relativity ... “ Tie. Jednoducho povedané, táto internetová škatuľka hovorí, že gravitácia je interakcia medzi všetkými hmotnými telami, a ešte jednoduchšie - Vzájomná príťažlivosť hmotné telá navzájom.

Za zdanie takéhoto názoru vďačíme súdruhovi. Isaac Newton, ktorému sa pripísal objav v roku 1687 "Zákon gravitácie", podľa ktorého sa všetky telesá údajne k sebe priťahujú úmerne k ich hmotnostiam a nepriamo úmerne k druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi. Som rád, že súdruh. Isaac Newton je v Pedia opísaný ako vysoko vzdelaný vedec, na rozdiel od súdruha. komu sa pripisuje objavenie elektriny…

Zaujímavý je pohľad na dimenziu „Sila príťažlivosti“ alebo „Sila gravitácie“, ktorá vyplýva z Com. Isaac Newton v nasledujúcom tvare: F=m 1 *m2 /r2

Čitateľ je súčinom hmotností dvoch telies. To dáva rozmer "kilogramov na druhú" - kg 2. Menovateľ je "vzdialenosť" na druhú, t.j. metrov štvorcových - m 2. Ale sila sa nemeria zvláštne kg 2 / m 2, a nie menej zvláštne kg * m/s 2! Ukazuje sa, že ide o nesúlad. Na jej odstránenie prišli „vedci“ s koeficientom, tzv. "gravitačná konštanta" G , rovná sa približne 6,67545 × 10 −11 m³/(kg s²). Ak teraz všetko vynásobíme, dostaneme správny rozmer „Gravitácie“. kg * m/s 2, a táto abrakadabra sa vo fyzike nazýva "newton", t.j. sila v dnešnej fyzike sa meria v "".

Zaujímavé: čo fyzický význam má koeficient G , za niečo znižujúce výsledok v 600 miliardkrát? Žiadne! "Vedci" to nazvali "koeficient proporcionality". A priniesli to pre fit rozmer a výsledok pod najžiadanejším! Toto je druh vedy, ktorú máme dnes... Treba si uvedomiť, že s cieľom zmiasť vedcov a zakryť rozpory sa meracie systémy vo fyzike niekoľkokrát zmenili – tzv. "systémy jednotiek". Tu sú mená niektorých z nich, ktoré sa navzájom nahrádzajú, pretože vznikla potreba vytvoriť ďalšie prestrojenia: MTS, MKGSS, SGS, SI ...

Bolo by zaujímavé opýtať sa súdruha. Izák: a ako uhádolže existuje prirodzený proces vzájomného priťahovania tiel? Ako uhádolže „sila príťažlivosti“ je presne úmerná súčinu hmotností dvoch telies, a nie ich súčtu alebo rozdielu? Ako pochopil tak úspešne, že táto sila je nepriamo úmerná presne druhej mocnine vzdialenosti medzi telesami a nie kubickej, zdvojnásobovacej alebo zlomkovej mocnine? Kde u súdruha objavili sa také nevysvetliteľné dohady pred 350 rokmi? Koniec koncov, v tejto oblasti nerobil žiadne experimenty! A ak veríte tradičnej verzii histórie, v tých časoch ešte ani panovníci neboli úplne vyrovnaní, ale tu je taký nevysvetliteľný, jednoducho fantastický pohľad! Kde?

Áno odnikiaľ! Tov. Izák nič také nevedel, ani nič také nevyšetroval a neotvorili. prečo? Pretože v skutočnosti fyzický proces " príťažlivosť tel" medzi sebou neexistuje, a preto neexistuje zákon, ktorý by popisoval tento proces (toto bude presvedčivo dokázané nižšie)! V skutočnosti súdruh Newton v našom nezreteľnom, akurát pripísané objav zákona „univerzálnej gravitácie“, ktorý mu zároveň udelil titul „jeden zo zakladateľov klasickej fyziky“; rovnakým spôsobom, ako sa kedysi pripisoval súdruh. bene Franklin, ktorý mal 2 triedy vzdelanie. V „stredovekej Európe“ sa to nestalo: bolo tam veľa napätia nielen s vedami, ale jednoducho so životom ...

Ale, našťastie pre nás, koncom minulého storočia ruský vedec Nikolaj Levashov napísal niekoľko kníh, v ktorých dal „abecedu a gramatiku“ neskreslené poznatky; vrátil pozemšťanom predtým zničenú vedeckú paradigmu, pomocou ktorej ľahko vysvetliť takmer všetky „neriešiteľné“ tajomstvá pozemskej prírody; vysvetlil základy štruktúry vesmíru; ukázal, za akých podmienok na všetkých planétach, na ktorých sa objavujú nevyhnutné a dostatočné podmienky, život- živá hmota. Vysvetlil, aký druh hmoty možno považovať za živý a aký fyzický význam prirodzený proces tzv života". Potom vysvetlil, kedy a za akých podmienok nadobúda „živá hmota“. inteligencia, t.j. uvedomuje si svoju existenciu – stáva sa inteligentným. Nikolaj Viktorovič Levašov sprostredkoval ľuďom vo svojich knihách a filmoch veľmi veľa neskreslené poznatky. Vysvetlil aj čo "gravitácia", odkiaľ pochádza, ako funguje, aký je jeho skutočný fyzikálny význam. Predovšetkým je to napísané v knihách a. A teraz sa poďme zaoberať „Zákonom univerzálnej gravitácie“ ...

„Zákon gravitácie“ je podvod!

Prečo tak odvážne a sebavedomo kritizujem fyziku, "objav" súdruha. Isaac Newton a samotný „veľký“ „Zákon univerzálnej gravitácie“? Áno, pretože tento „zákon“ je fikcia! Klam! Výmysel! Celosvetový podvod, ktorý vedie pozemskú vedu do slepej uličky! Rovnaký podvod s rovnakými cieľmi ako notoricky známy súdruh z "teórie relativity". Einstein.

Dôkaz? Ak chcete, tu sú: veľmi presné, prísne a presvedčivé. Skvele ich opísal autor O.Kh. Derevensky vo svojom úžasnom článku. Vzhľadom na to, že článok je pomerne rozsiahly, uvediem tu veľmi stručnú verziu niektorých dôkazov o nepravdivosti „Zákona univerzálnej gravitácie“ a zvyšok si občania, ktorých zaujímajú podrobnosti, prečítajú sami .

1. V našom solárnom systém gravitáciu majú len planéty a Mesiac, satelit Zeme. Satelity ostatných planét, a je ich viac ako šesť desiatok, nemajú gravitáciu! Tieto informácie sú úplne otvorené, ale „vedeckými“ ľuďmi ich nepropagujú, pretože sú z hľadiska ich „vedy“ nevysvetliteľné. Tie. b o Väčšina objektov v našej slnečnej sústave nemá gravitáciu – nepriťahujú sa navzájom! A to úplne vyvracia „Zákon všeobecnej gravitácie“.

2. Skúsenosti Henryho Cavendisha priťahovaním masívnych polotovarov k sebe sa považuje za nevyvrátiteľný dôkaz prítomnosti príťažlivosti medzi telami. Napriek svojej jednoduchosti však táto skúsenosť nie je nikde otvorene reprodukovaná. Zrejme preto, že nedáva efekt, ktorý niektorí ľudia kedysi ohlasovali. Tie. dnes s možnosťou prísneho overenia skúsenosť nevykazuje žiadnu príťažlivosť medzi telami!

3. Vypustenie umelého satelitu na obežnú dráhu okolo asteroidu. V polovici februára 2000 Američania riadili vesmírnu sondu BLÍZKO dostatočne blízko k asteroidu Eros, vyrovnali rýchlosti a začali čakať na zachytenie sondy gravitáciou Erosu, t.j. keď je satelit jemne priťahovaný gravitáciou asteroidu.

Ale z nejakého dôvodu prvé rande nevyšlo. Druhý a ďalšie pokusy vzdať sa Erosovi mali presne ten istý účinok: Eros nechcel prilákať americkú sondu BLÍZKO, a bez práce motora sa sonda v blízkosti Erosu nezdržala . Tento vesmírny dátum neskončil ničím. Tie. žiadna príťažlivosť medzi sondou s hmotou 805 kg a asteroid vážiaci nad 6 biliónov ton sa nepodarilo nájsť.

Tu si nemožno nevšimnúť nevysvetliteľnú tvrdohlavosť Američanov z NASA, pretože ruský vedec Nikolaj Levašov, žijúci v tom čase v Spojených štátoch, ktoré vtedy považoval za úplne normálnu krajinu, napísal, preložil do angličtiny a vydal v r. 1994 ročník svojej slávnej knihy, v ktorej vysvetlil všetko, čo potrebovali vedieť špecialisti NASA, aby mohli vyrobiť svoju sondu BLÍZKO nevisel ako zbytočný kus železa vo vesmíre, ale priniesol spoločnosti aspoň nejaký úžitok. Tamojším „vedcom“ však zrejme zahrala prehnaná domýšľavosť.

4. Ďalší pokus zopakujte erotický experiment s asteroidom japončina. Vybrali si asteroid s názvom Itokawa a poslali ho 9. mája 2003 roku k nemu sonda zvaná ("Sokol"). V septembri 2005 roku sa sonda priblížila k asteroidu na vzdialenosť 20 km.

S prihliadnutím na skúsenosti „hlúpych Američanov“ vybavili šikovní Japonci svoju sondu niekoľkými motormi a autonómnym navigačným systémom krátkeho dosahu s laserovými diaľkomermi, aby sa mohla priblížiť k asteroidu a pohybovať sa okolo neho automaticky, bez účasti pozemných operátorov. „Prvým číslom tohto programu bol komediálny kúsok s pristátím malého výskumného robota na povrchu asteroidu. Sonda zostúpila do vypočítanej výšky a opatrne zhodila robota, ktorý mal pomaly a plynulo dopadnúť na hladinu. Ale... nespadla. Pomaly a hladko nechal sa uniesť niekde ďaleko od asteroidu. Tam sa stratil... Ďalšie číslo programu sa ukázalo byť opäť komediálnym trikom s krátkym pristátím sondy na povrchu „na odber vzorky pôdy“. Vyšlo to ako komédia, pretože na zabezpečenie čo najlepšieho výkonu laserových diaľkomerov bola na povrch asteroidu spustená reflexná značkovacia guľa. Ani na tejto guli neboli motory a ... skrátka nebola loptička na správnom mieste ... Tak aj Japonec Sokol pristál na Itokawe a čo na nej urobil, ak si sadol, veda neviem ... "Záver: Japonský zázrak Hayabusa nie je schopný objaviť žiadna príťažlivosť medzi zemou sondy 510 kg a asteroid s hmotnosťou 35 000 ton.

Samostatne by som chcel poznamenať, že vyčerpávajúce vysvetlenie povahy gravitácie ruským vedcom Nikolaj Levašov dal vo svojej knihe, ktorú prvýkrát vydal v r 2002 rok - takmer rok a pol pred štartom japonského "Sokola". A napriek tomu japonskí „vedci“ išli presne po stopách svojich amerických kolegov a starostlivo zopakovali všetky svoje chyby vrátane pristátia. Tu je taká zaujímavá kontinuita "vedeckého myslenia" ...

5. Odkiaľ pochádzajú návaly tepla? Veľmi zaujímavý jav opísaný v literatúre, mierne povedané, nie je úplne správny. “... Existujú učebnice na fyzika, kde je napísané, čo má byť - v súlade so "zákonom univerzálnej gravitácie". Sú tam aj učebnice oceánografia, kde je napísané, čo sú, príliv a odliv, v skutočnosti.

Ak tu funguje zákon univerzálnej gravitácie a oceánska voda je priťahovaná, vrátane Slnka a Mesiaca, potom sa „fyzikálne“ a „oceánografické“ vzorce prílivu a odlivu musia zhodovať. Zhodujú sa teda alebo nie? Ukazuje sa, že povedať, že sa nezhodujú, neznamená nič povedať. Pretože „fyzické“ a „oceánografické“ obrázky spolu vôbec nesúvisia nič spoločné... Skutočný obraz prílivových javov je natoľko odlišný od teoretického – kvalitatívne aj kvantitatívne – že na základe takejto teórie možno predpovedať príliv a odliv nemožné. Áno, nikto sa o to nepokúša. Nie je predsa blázon. Robia to: pre každý prístav alebo iný bod záujmu je dynamika hladiny oceánu modelovaná súčtom oscilácií s amplitúdami a fázami, ktoré sa nachádzajú čisto empiricky. A potom extrapolujú tento súčet výkyvov dopredu - takže dostanete predbežné výpočty. Kapitáni lodí sú šťastní - dobre, dobre! .. "To všetko znamená, že naše pozemské prílivy sú tiež neposlúchať"Zákon univerzálnej gravitácie".

Čo je vlastne gravitácia

Skutočnú povahu gravitácie prvýkrát v modernej histórii jasne opísal akademik Nikolaj Levašov v zásadnej vedeckej práci. Aby čitateľ lepšie pochopil, čo sa o gravitácii napísalo, uvediem malé predbežné vysvetlenie.

Priestor okolo nás nie je prázdny. Všetko je to úplne naplnené mnohými rôznymi záležitosťami, ktoré akademik N.V. Menovaný Levashov "prvá vec". Predtým to vedci nazývali vzbura hmoty "éter" a dokonca dostal presvedčivé dôkazy o svojej existencii (slávne experimenty Daytona Millera, opísané v článku Nikolaja Levašova „Teória vesmíru a objektívna realita“). Moderní „vedci“ zašli oveľa ďalej a teraz sú "éter" volal "temná hmota". Obrovský pokrok! Niektoré záležitosti v „étere“ sa do tej či onej miery navzájom ovplyvňujú, niektoré nie. A nejaká primárna hmota sa začne navzájom ovplyvňovať a upadne do zmenených vonkajších podmienok v určitom zakrivení priestoru (heterogenity).

Zakrivenie priestoru sa objavuje v dôsledku rôznych výbuchov, vrátane "výbuchov supernov". « Pri výbuchu supernovy dochádza ku kolísaniu rozmerov priestoru, podobne ako pri vlnách, ktoré sa objavia na hladine vody po odhodení kameňa. Masy hmoty vyvrhnuté počas explózie vypĺňajú tieto nehomogenity v rozmernosti priestoru okolo hviezdy. Z týchto más hmoty sa začnú formovať planéty (a ) ... “

Tie. planéty nevznikajú z vesmírneho odpadu, ako z nejakého dôvodu tvrdia moderní „vedci“, ale sú syntetizované z hmoty hviezd a iných primárnych látok, ktoré na seba začnú pôsobiť vo vhodných nehomogenitách priestoru a tvoria tzv. "hybridná hmota". Práve z týchto „hybridných záležitostí“ vznikajú planéty a všetko ostatné v našom priestore. naša planéta, rovnako ako ostatné planéty, nie je len „kúskom kameňa“, ale veľmi zložitým systémom pozostávajúcim z niekoľkých gúľ vnorených jedna do druhej (pozri). Najhustejšia guľa sa nazýva „fyzikálne hustá úroveň“ – to je to, čo vidíme, tzv. fyzický svet. Po druhé z hľadiska hustoty je o niečo väčšia guľa tzv. „éterickej materiálnej úrovni“ planéty. Po tretie sféra – „astrálna materiálna úroveň“. 4 guľa je „prvá mentálna úroveň“ planéty. Po piate sféra je „druhá mentálna úroveň“ planéty. A šiesty sféra je „tretia mentálna úroveň“ planéty.

Naša planéta by sa mala považovať iba za všetkých týchto šiestich gule– šesť hmotných úrovní planéty vnorených jedna do druhej. Iba v tomto prípade je možné získať úplný obraz o štruktúre a vlastnostiach planéty a procesoch vyskytujúcich sa v prírode. To, že ešte nie sme schopní pozorovať procesy prebiehajúce mimo fyzicky hustej sféry našej planéty, nenaznačuje, že „tam nič nie je“, ale len to, že v súčasnosti naše zmyslové orgány nie sú od prírody prispôsobené na tieto účely. A ešte jedna vec: náš vesmír, naša planéta Zem a všetko ostatné v našom vesmíre je sformované sedem rôzne druhy primárnej hmoty zlúčené do šesť hybridné materiály. A nie je to ani božské, ani jedinečné. Toto je len kvalitatívna štruktúra nášho vesmíru, kvôli vlastnostiam heterogenity, v ktorej bol vytvorený.

Pokračujme: planéty vznikajú zlúčením zodpovedajúcej primárnej hmoty v oblastiach vesmírnych nehomogenít, ktoré majú vlastnosti a kvality na to vhodné. Ale v týchto, rovnako ako vo všetkých ostatných oblastiach vesmíru, obrovské množstvo prvotná hmota(voľné formy hmoty) rôznych typov, neinteragujúce alebo veľmi slabo interagujúce s hybridnými hmotami. Keď sa dostaneme do oblasti heterogenity, mnohé z týchto primárnych záležitostí sú ovplyvnené touto heterogenitou a ponáhľajú sa do jej stredu v súlade s gradientom (rozdielom) priestoru. A ak sa planéta už vytvorila v strede tejto heterogenity, potom primárna hmota, ktorá sa pohybuje smerom k stredu heterogenity (a stredu planéty), vytvára smerový tok, ktorá vytvára tzv. gravitačné pole. A podľa toho pod gravitácia vy a ja potrebujeme pochopiť vplyv usmerneného toku primárnej hmoty na všetko, čo jej stojí v ceste. Teda zjednodušene povedané, gravitácia je tlak hmotných predmetov na povrch planéty prúdením primárnej hmoty.

Nieje to, realita sa veľmi líši od fiktívneho zákona „vzájomnej príťažlivosti“, ktorý údajne existuje všade bez jasného dôvodu. Realita je oveľa zaujímavejšia, oveľa zložitejšia a zároveň oveľa jednoduchšia. Preto je fyzika skutočných prírodných procesov oveľa ľahšie pochopiteľná ako fiktívne. A využitie skutočných vedomostí vedie k skutočným objavom a efektívnemu využitiu týchto objavov a nie k vycucaniu z prsta.

anti gravitácia

Ako príklad dnešného vedeckého nadávky možno stručne analyzovať „vedecké“ vysvetlenie skutočnosti, že „lúče svetla sú ohnuté v blízkosti veľkých hmôt“, a preto vidíme, že je pre nás uzavretý hviezdami a planétami.

V Kozme skutočne môžeme pozorovať predmety, ktoré sú pred nami skryté inými objektmi, ale tento jav nemá nič spoločné s masami predmetov, pretože „univerzálny“ jav neexistuje, t.j. žiadne hviezdy, žiadne planéty NIE nepriťahujte k sebe žiadne lúče a neohýbajte ich trajektóriu! Prečo sú potom "zakrivené"? Na túto otázku existuje veľmi jednoduchá a presvedčivá odpoveď: lúče nie sú ohnuté! Oni len nerozširujte v priamej línii, ako sme zvyknutí chápať, a v súlade s forma priestoru. Ak uvažujeme lúč prechádzajúci v blízkosti veľkého kozmického telesa, potom musíme mať na pamäti, že lúč toto teleso obieha, pretože je nútený sledovať zakrivenie priestoru, akoby po ceste zodpovedajúceho tvaru. A iná cesta pre lúč jednoducho neexistuje. Lúč nemôže obísť toto teleso, pretože priestor v tejto oblasti má taký zakrivený tvar... Malý na to, čo bolo povedané.

Teraz sa vráťme k anti gravitácia, je jasné, prečo ľudstvo nikdy nemôže chytiť túto hnusnú „antigravitáciu“ alebo dosiahnuť aspoň niečo z toho, čo nám šikovní funkcionári továrne na sny ukazujú v televízii. Sme špeciálne nútení už viac ako sto rokov sa takmer všade používajú spaľovacie motory alebo prúdové motory, aj keď majú k dokonalosti veľmi ďaleko tak z hľadiska princípu činnosti, ako aj z hľadiska dizajnu a účinnosti. Sme špeciálne núteníťažiť pomocou rôznych generátorov kyklopských veľkostí a potom túto energiu prenášať cez drôty, kde b o väčšina z toho je rozptýlená vo vesmíre! Sme špeciálne nútenížiť život nerozumných bytostí, takže sa nemáme prečo čudovať, že nedokážeme robiť nič rozumné ani vo vede, ani v technike, ani v ekonomike, ani v medicíne, ani pri organizovaní slušného života pre spoločnosť.

Teraz vám dám pár príkladov vzniku a využitia antigravitácie (alias levitácie) v našich životoch. Ale tieto spôsoby dosiahnutia antigravitácie sú s najväčšou pravdepodobnosťou objavené náhodou. A aby ste vedome vytvorili skutočne užitočné zariadenie, ktoré implementuje antigravitáciu, musíte vedieť skutočná povaha fenoménu gravitácie, preskúmať to, analyzovať a rozumieť celá jeho podstata! Len tak môže vzniknúť niečo rozumné, efektívne a skutočne užitočné pre spoločnosť.

Najbežnejšie antigravitačné zariadenie, ktoré máme, je balón a mnohé z jeho variácií. Ak je naplnená teplým vzduchom alebo plynom ľahším ako zmes atmosférických plynov, guľa bude mať tendenciu letieť hore a nespadnúť. Tento efekt je ľuďom známy už veľmi dlho, ale predsa nemá úplné vysvetlenie- taký, ktorý by už nevyvolával nové otázky.

Krátke vyhľadávanie na YouTube viedlo k objaveniu veľkého množstva videí, ktoré demonštrujú veľmi reálne príklady antigravitácie. Niektoré z nich tu uvediem, aby ste si boli istí, že antigravitácia ( levitácia) skutočne existuje, ale ... zatiaľ to nikto z "vedcov" nevysvetlil, zrejme pýcha nedovoľuje ...

Newtonova klasická teória gravitácie (Newtonov zákon univerzálnej gravitácie)- zákon popisujúci gravitačnú interakciu v rámci klasickej mechaniky. Tento zákon objavil Newton okolo roku 1666. Hovorí, že sila F (\displaystyle F) gravitačná príťažlivosť medzi dvoma hmotnými bodmi m 1 (\displaystyle m_(1)) a m 2 (\displaystyle m_(2)) oddelené vzdialenosťou r (\displaystyle r), je úmerné obom hmotnostiam a nepriamo úmerné druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi - to znamená:

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

Tu G (\displaystyle G)- gravitačná konštanta, rovná 6,67408(31) 10 -11 m³/(kg s²) .

Encyklopedický YouTube

1 / 5

✪ Úvod do Newtonovho zákona gravitácie

✪ Zákon gravitácie

✪ fyzika ZÁKON UNIVERZÁLNEJ GRAVITY 9. ročník

✪ O Isaacovi Newtonovi (Stručná história)

✪ Lekcia 60. Zákon univerzálnej gravitácie. Gravitačná konštanta

titulky

Teraz sa poďme naučiť niečo o gravitácii alebo gravitácii. Ako viete, gravitácia, najmä v základnom alebo dokonca v pomerne pokročilom kurze fyziky, je taký pojem, že môžete vypočítať a zistiť hlavné parametre, ktoré ju určujú, ale v skutočnosti nie je gravitácia úplne pochopená. Aj keď poznáte všeobecnú teóriu relativity – ak sa vás opýtajú, čo je gravitácia, môžete odpovedať: je to zakrivenie časopriestoru a podobne. Stále je však ťažké získať intuitívnu predstavu, prečo sa dva predmety práve preto, že majú takzvanú hmotnosť, k sebe priťahujú. Aspoň pre mňa je to mystické. Keď sme si to všimli, pristúpime k úvahe o koncepte gravitácie. Urobíme to štúdiom Newtonovho zákona univerzálnej gravitácie, ktorý platí pre väčšinu situácií. Tento zákon hovorí: sila vzájomnej gravitačnej príťažlivosti F medzi dvoma hmotnými bodmi s hmotnosťou m₁ a m₂ sa rovná súčinu gravitačnej konštanty G a hmotnosti prvého objektu m₁ a druhého objektu m₂, delenej druhou mocninou vzdialenosť d medzi nimi. Toto je celkom jednoduchý vzorec. Skúsme to transformovať a uvidíme, či môžeme získať nejaké výsledky, ktoré sú nám známe. Tento vzorec používame na výpočet zrýchlenia voľného pádu v blízkosti zemského povrchu. Najprv nakreslíme Zem. Len aby sme pochopili, o čom hovoríme. Toto je naša Zem. Predpokladajme, že potrebujeme vypočítať gravitačné zrýchlenie pôsobiace na Sal, teda na mňa. Tu som. Skúsme použiť túto rovnicu na výpočet veľkosti zrýchlenia môjho pádu do stredu Zeme, alebo do ťažiska Zeme. Hodnota označená veľkým písmenom G je univerzálna gravitačná konštanta. Ešte raz: G je univerzálna gravitačná konštanta. Aj keď, pokiaľ viem, hoci nie som v tejto veci odborník, zdá sa mi, že jej hodnota sa môže meniť, teda nie je skutočnou konštantou a predpokladám, že jej hodnota sa pri rôznych meraniach líši. Ale pre naše potreby, ako aj vo väčšine kurzov fyziky, je to konštanta, konštanta rovnajúca sa 6,67 * 10^(−11) metrov kubických vydelená kilogramom za sekundu na druhú. Áno, jeho rozmer vyzerá zvláštne, ale stačí, aby ste pochopili, že ide o ľubovoľné jednotky potrebné na to, aby ste v dôsledku vynásobenia hmotnosťou predmetov a delenia druhou mocninou vzdialenosti dostali rozmer sily - newton alebo kilogram na meter vydelený druhou druhou mocninou. Nerobte si preto starosti s týmito jednotkami, len vedzte, že budeme musieť pracovať s metrami, sekundami a kilogramami. Dosaďte toto číslo do vzorca pre silu: 6,67 * 10^(−11). Keďže potrebujeme poznať zrýchlenie pôsobiace na Sal, potom sa m₁ rovná hmotnosti Sal, teda ja. Nechcem v tomto príbehu prezrádzať, koľko vážim, takže nechajme túto hmotnosť ako premennú, označujúcu ms. Druhá hmotnosť v rovnici je hmotnosť Zeme. Napíšme si jeho význam pohľadom na Wikipédiu. Hmotnosť Zeme je teda 5,97 * 10^24 kilogramov. Áno, Zem je hmotnejšia ako Sal. Mimochodom, hmotnosť a hmotnosť sú rôzne pojmy. Takže sila F sa rovná súčinu gravitačnej konštanty G krát hmotnosť ms, potom hmotnosť Zeme, a to všetko sa vydelí druhou mocninou vzdialenosti. Môžete namietať: aká je vzdialenosť medzi Zemou a tým, čo na nej stojí? Ak sú totiž predmety v kontakte, vzdialenosť je nulová. Tu je dôležité pochopiť: vzdialenosť medzi dvoma objektmi v tomto vzorci je vzdialenosť medzi ich ťažiskami. Vo väčšine prípadov sa ťažisko osoby nachádza asi tri stopy nad zemským povrchom, pokiaľ nie je osoba príliš vysoká. Nech je to akokoľvek, moje ťažisko môže byť tri stopy nad zemou. Kde je ťažisko Zeme? Jednoznačne v strede zeme. Aký je polomer Zeme? 6371 kilometrov, teda približne 6 miliónov metrov. Keďže výška môjho ťažiska je asi jedna milióntina vzdialenosti od ťažiska Zeme, v tomto prípade ju možno zanedbať. Potom bude vzdialenosť 6 a tak ďalej, rovnako ako všetky ostatné hodnoty, musíte ju zapísať v štandardnom tvare - 6,371 * 10^6, pretože 6000 km je 6 miliónov metrov a milión je 10^6. Píšeme zaokrúhlením všetkých zlomkov na druhé desatinné miesto, vzdialenosť je 6,37 * 10 ^ 6 metrov. Vzorec je druhá mocnina vzdialenosti, takže všetko odmocnime. Skúsme to teraz zjednodušiť. Najprv vynásobíme hodnoty v čitateli a posunieme premennú ms. Potom sa sila F rovná hmotnosti Sal na celú hornú časť, vypočítame ju samostatne. Takže 6,67 krát 5,97 sa rovná 39,82. 39,82. Toto je súčin významných častí, ktoré by sa teraz mali vynásobiť 10 na požadovaný výkon. 10^(−11) a 10^24 majú rovnaký základ, takže na ich vynásobenie stačí pridať exponenty. Sčítaním 24 a -11 dostaneme 13, výsledkom je 10^13. Poďme nájsť menovateľa. Rovná sa 6,37 na druhú krát 10^6 tiež na druhú. Ako si pamätáte, ak je číslo zapísané ako mocnina umocnené na inú mocninu, potom sa exponenty vynásobia, čo znamená, že 10^6 na druhú je 10 na mocninu 6 krát 2 alebo 10^12. Ďalej vypočítame druhú mocninu čísla 6,37 pomocou kalkulačky a dostaneme ... Odmocníme 6,37. A toto je 40,58. 40,58. Zostáva deliť 39,82 číslom 40,58. Vydeľte 39,82 číslom 40,58, čo sa rovná 0,981. Potom vydelíme 10^13 číslom 10^12, čo je 10^1 alebo len 10. A 0,981 krát 10 je 9,81. Po zjednodušení a jednoduchých výpočtoch sme zistili, že gravitačná sila pri povrchu Zeme, pôsobiaca na Sal, sa rovná Salovej hmotnosti vynásobenej 9,81. Čo nám to dáva? Je možné teraz vypočítať gravitačné zrýchlenie? Je známe, že sila sa rovná súčinu hmotnosti a zrýchlenia, preto sa gravitačná sila jednoducho rovná súčinu Salovej hmotnosti a gravitačného zrýchlenia, ktoré sa zvyčajne označuje malým písmenom g. Na jednej strane sa teda sila príťažlivosti rovná číslu 9,81-násobku hmotnosti Sal. Na druhej strane sa rovná Salovej hmotnosti na gravitačné zrýchlenie. Vydelením oboch častí rovnice Salovou hmotnosťou dostaneme, že koeficient 9,81 je gravitačné zrýchlenie. A ak by sme do výpočtov zahrnuli úplný záznam jednotiek rozmerov, potom by sme po znížení kilogramov videli, že gravitačné zrýchlenie sa meria v metroch delených druhou druhou mocninou, ako každé zrýchlenie. Môžete si tiež všimnúť, že získaná hodnota je veľmi blízka hodnote, ktorú sme použili pri riešení úloh o pohybe hodeného telesa: 9,8 metra za sekundu na druhú. Je to pôsobivé. Poďme vyriešiť ďalší krátky gravitačný problém, pretože máme ešte pár minút. Predpokladajme, že máme ďalšiu planétu s názvom Earth Baby. Nech je polomer rS Malyshky polomerom polomeru rE Zeme a jej hmotnosť mS sa tiež rovná polovici hmotnosti Zeme mE. Aká sila gravitácie tu bude pôsobiť na akýkoľvek objekt a o koľko je menšia ako sila zemskej príťažlivosti? Aj keď, nechajme problém nabudúce, potom ho vyriešim. Maj sa. Titulky od komunity Amara.org

Vlastnosti newtonovskej gravitácie

V Newtonovej teórii každé masívne teleso generuje silové pole príťažlivosti tohto telesa, ktoré sa nazýva gravitačné pole. Toto pole je potenciálne a funkcia gravitačného potenciálu pre hmotný bod s hmotnosťou M (\displaystyle M) sa určuje podľa vzorca:

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

Vo všeobecnosti, keď hustota hmoty ρ (\displaystyle \rho ) náhodne rozdelené, spĺňa Poissonovu rovnicu:

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

Riešenie tejto rovnice je napísané takto:

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

kde r (\displaystyle r) - vzdialenosť medzi objemovým prvkom dV (\displaystyle dV) a bod, v ktorom je určený potenciál φ (\displaystyle \varphi ), C (\displaystyle C) je ľubovoľná konštanta.

Príťažlivá sila pôsobiaca v gravitačnom poli na hmotný bod s hmotnosťou m (\displaystyle m), súvisí s potenciálom podľa vzorca:

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

Sféricky symetrické teleso vytvára mimo svojich hraníc rovnaké pole ako hmotný bod rovnakej hmotnosti nachádzajúci sa v strede telesa.

Trajektória hmotného bodu v gravitačnom poli vytvorenom oveľa väčším hmotným bodom sa riadi Keplerovimi zákonmi. Najmä planéty a kométy v Slnečnej sústave sa pohybujú po elipsách alebo hyperbolách. Vplyv iných planét, ktorý skresľuje tento obraz, je možné vziať do úvahy pomocou teórie porúch.

Presnosť Newtonovho zákona univerzálnej gravitácie

Experimentálne posúdenie miery presnosti Newtonovho gravitačného zákona je jedným z potvrdení všeobecnej teórie relativity. Experimenty na meraní štvorpólovej interakcie rotujúceho telesa a pevnej antény ukázali, že prírastok δ (\displaystyle \delta ) vo výraze pre závislosť newtonovského potenciálu r − (1 + δ) (\displaystyle r^(-(1+\delta))) vo vzdialenostiach niekoľkých metrov je vnútri (2 , 1 ± 6 , 2) ∗ 10 − 3 (\displaystyle (2,1\pm 6,2)*10^(-3)). Ďalšie experimenty tiež potvrdili absenciu modifikácií v zákone univerzálnej gravitácie.

Newtonov zákon univerzálnej gravitácie bol testovaný v roku 2007 vo vzdialenostiach menších ako jeden centimeter (od 55 mikrónov do 9,53 mm). Ak vezmeme do úvahy experimentálne chyby, nezistili sa v skúmanom rozsahu vzdialeností žiadne odchýlky od Newtonovho zákona.

Presné laserové pozorovania obežnej dráhy Mesiaca potvrdzujú zákon univerzálnej gravitácie vo vzdialenosti od Zeme k Mesiacu s presnosťou 3 ⋅ 10 − 11 (\displaystyle 3\cdot 10^(-11)).

Vzťah s geometriou euklidovského priestoru

Fakt rovnosti s veľmi vysokou presnosťou 10 − 9 (\displaystyle 10^(-9)) exponent vzdialenosti v menovateli výrazu pre gravitačnú silu k číslu 2 (\displaystyle 2) odráža euklidovskú povahu trojrozmerného fyzikálneho priestoru newtonovskej mechaniky. V trojrozmernom euklidovskom priestore je plocha povrchu gule presne úmerná štvorcu jej polomeru.

Historický náčrt

Samotná myšlienka univerzálnej gravitačnej sily bola opakovane vyjadrená ešte pred Newtonom. Skôr o tom uvažovali Epicurus, Gassendi, Kepler, Borelli, Descartes, Roberval, Huygens a ďalší. Kepler veril, že gravitácia je nepriamo úmerná vzdialenosti od Slnka a rozprestiera sa iba v rovine ekliptiky; Descartes to považoval za výsledok vírov v éteri. Existovali však odhady so správnou závislosťou od vzdialenosti; Newton v liste Halleymu spomína ako svojich predchodcov Bullialda, Wrena a Hooka. Pred Newtonom však nikto nedokázal jasne a matematicky presvedčivo prepojiť zákon gravitácie (sila nepriamo úmerná štvorcu vzdialenosti) a zákony pohybu planét (Keplerove zákony).

• gravitačný zákon;
• pohybový zákon (2. Newtonov zákon);
• systém metód matematického výskumu (matematická analýza).

Celkovo táto triáda postačuje na úplné štúdium najzložitejších pohybov nebeských telies, čím sa vytvárajú základy nebeskej mechaniky. Pred Einsteinom neboli potrebné žiadne zásadné úpravy tohto modelu, hoci sa ukázalo, že matematický aparát je potrebné výrazne rozvinúť.

Všimnite si, že Newtonova teória gravitácie už nebola, prísne vzaté, heliocentrická. Už v probléme dvoch telies sa planéta neotáča okolo Slnka, ale okolo spoločného ťažiska, keďže nielen Slnko priťahuje planétu, ale aj planéta Slnko. Nakoniec sa ukázalo, že je potrebné vziať do úvahy vplyv planét na seba.

Počas 18. storočia bol zákon univerzálnej gravitácie predmetom aktívnej diskusie (oponovanej zástancami Descartovej školy) a starostlivého testovania. Do konca storočia sa stalo všeobecne uznávaným, že zákon univerzálnej gravitácie umožňuje vysvetliť a predpovedať pohyby nebeských telies s veľkou presnosťou. Henry Cavendish v roku 1798 uskutočnil priame overenie platnosti gravitačného zákona v pozemských podmienkach pomocou mimoriadne citlivých torzných váh. Dôležitým krokom bolo zavedenie konceptu gravitačného potenciálu Poissonom v roku 1813 a Poissonovej rovnice pre tento potenciál; tento model umožnil skúmať gravitačné pole s ľubovoľným rozložením hmoty. Potom sa Newtonov zákon začal považovať za základný prírodný zákon.

Newtonova teória zároveň obsahovala množstvo ťažkostí. Tou hlavnou je nevysvetliteľná akcia na veľké vzdialenosti: gravitačná sila sa prenášala nepochopiteľne cez úplne prázdny priestor a nekonečne rýchlo. Newtonovský model bol v podstate čisto matematický, bez akéhokoľvek fyzického obsahu. Navyše, ak je vesmír, ako sa vtedy predpokladalo, euklidovský a nekonečný a zároveň je v ňom priemerná hustota hmoty nenulová, vzniká gravitačný paradox. Na konci 19. storočia bol objavený ďalší problém: nesúlad medzi teoretickým a pozorovaným posunom perihélium ortuť.

Ďalší vývoj

Všeobecná teória relativity

Viac ako dvesto rokov po Newtonovi fyzici navrhovali rôzne spôsoby, ako zlepšiť Newtonovu teóriu gravitácie. Tieto snahy boli korunované úspechom v roku 1915 vytvorením Einsteinovej všeobecnej teórie relativity, v ktorej boli všetky tieto ťažkosti prekonané. Newtonova teória, v úplnom súlade s princípom korešpondencie, sa ukázala byť aproximáciou všeobecnejšej teórie použiteľnej za dvoch podmienok:

V slabých stacionárnych gravitačných poliach sa pohybové rovnice stávajú newtonovskými (gravitačný potenciál). Aby sme to dokázali, ukazujeme, že skalárny gravitačný potenciál v slabých stacionárnych gravitačných poliach spĺňa Poissonovu rovnicu

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

Je známe (Gravitačný potenciál), že v tomto prípade má gravitačný potenciál tvar:

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

Nájdite zložku  tenzora hybnosti energie z rovníc gravitačného poľa všeobecnej teórie relativity:

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)),

kde R i k (\displaystyle R_(ik)) je tenzor zakrivenia. Pretože môžeme zaviesť tenzor kinetickej energie-hybnosti ρ u i u k (\displaystyle \rho u_(i)u_(k)). Zanedbanie množstva objednávky u/c (\displaystyle u/c), môžete dať všetky komponenty T i k (\displaystyle T_(ik)), Okrem toho T 44 (\displaystyle T_(44)), rovná nule. Komponent T 44 (\displaystyle T_(44)) rovná sa T 44 = ρ c 2 (\displaystyle T_(44)=\rho c^(2)) a preto 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)). Rovnice gravitačného poľa teda nadobúdajú tvar R 44 = − 1 2 ϰ ρ c 2 (\displaystyle R_(44)=-(\frac (1)(2))\varkappa \rho c^(2)). Vzhľadom na vzorec

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 Gamma _(i\alfa )^(\alpha ))(\čiastočné x^(k)))-(\frac (\čiastočné \Gamma _(ik)^(\alpha ))(\čiastočné x^(\alpha )))+\Gamma _(i\alpha )^(\beta )\Gamma _(k\beta )^(\alpha )-\Gamma _(ik)^(\alpha )\Gamma _(\alpha \beta )^(\beta ))

hodnota zložky tenzora zakrivenia R44 (\displaystyle R_(44)) možno považovať za rovnocenné R 44 = − ∂ Γ 44 α ∂ x α (\displaystyle R_(44)=-(\frac (\čiastočné \Gamma _(44)^(\alpha ))(\čiastočné x^(\alpha ))))) a odvtedy Γ 44 α ≈ − 1 2 ∂ g 44 ∂ x α (\displaystyle \Gamma _(44)^(\alpha )\približne -(\frac (1)(2))(\frac (\čiastočné g_(44) )(\čiastočné 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))\suma _(\ alpha )(\frac (\čiastočné ^(2)g_(44))(\čiastočné x_(\alpha )^(2)))=(\frac (1)(2))\Delta g_(44)=- (\frac (\Delta \Phi )(c^(2)))). Dostávame sa teda k Poissonovej rovnici:

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

kvantová gravitácia

Všeobecná teória relativity však nie je ani konečnou teóriou gravitácie, keďže dostatočne nepopisuje gravitačné procesy na kvantových mierkach (vo vzdialenostiach rádovo Planckovej stupnice, asi 1,6⋅10 −35 ). Konštrukcia konzistentnej kvantovej teórie gravitácie je jedným z najdôležitejších nevyriešených problémov modernej fyziky.

Z hľadiska kvantovej gravitácie sa gravitačná interakcia uskutočňuje výmenou virtuálnych gravitónov medzi interagujúcimi telesami. Podľa princípu neurčitosti je energia virtuálneho gravitónu nepriamo úmerná dobe jeho existencie od okamihu vyžarovania jedným telesom do okamihu absorpcie iným telesom. Životnosť je úmerná vzdialenosti medzi telami. Na malé vzdialenosti si teda interagujúce telesá môžu vymieňať virtuálne gravitóny s krátkymi a dlhými vlnovými dĺžkami a na veľké vzdialenosti len dlhovlnné gravitóny. Z týchto úvah je možné získať zákon nepriamej úmernosti Newtonovho potenciálu zo vzdialenosti. Analógiu medzi Newtonovým zákonom a Coulombovým zákonom vysvetľuje skutočnosť, že hmotnosť gravitónu, podobne ako hmotnosť

I. Newton dokázal z Keplerovych zákonov odvodiť jeden zo základných prírodných zákonov – zákon univerzálnej gravitácie. Newton vedel, že pre všetky planéty slnečnej sústavy je zrýchlenie nepriamo úmerné štvorcu vzdialenosti od planéty k Slnku a koeficient úmernosti je rovnaký pre všetky planéty.

Z toho v prvom rade vyplýva, že príťažlivá sila pôsobiaca zo strany Slnka na planétu musí byť úmerná hmotnosti tejto planéty. Ak je zrýchlenie planéty dané vzorcom (123.5), potom sila spôsobujúca zrýchlenie,

kde je hmotnosť planéty. Na druhej strane Newton poznal zrýchlenie, ktoré Zem udeľuje Mesiacu; to bolo určené z pozorovaní pohybu Mesiaca, keď sa otáčal okolo Zeme. Toto zrýchlenie je približne krát menšie ako zrýchlenie, ktoré hlási Zem telesám nachádzajúcim sa v blízkosti zemského povrchu. Vzdialenosť od Zeme k Mesiacu sa približne rovná polomerom Zeme. Inými slovami, Mesiac je od stredu Zeme ďalej ako telesá na povrchu Zeme a jeho zrýchlenie je niekoľkonásobne menšie.

Ak predpokladáme, že Mesiac sa pohybuje pod vplyvom zemskej príťažlivosti, potom z toho vyplýva, že sila príťažlivosti Zeme, ako aj sila príťažlivosti Slnka, klesá nepriamo úmerne so štvorcom vzdialenosti od stredu Zeme. Zem. Napokon gravitačná sila Zeme je priamo úmerná hmotnosti priťahovaného telesa. Newton túto skutočnosť potvrdil pri experimentoch s kyvadlami. Zistil, že doba výkyvu kyvadla nezávisí od jeho hmotnosti. To znamená, že Zem udeľuje rovnaké zrýchlenie kyvadlám rôznych hmotností, a teda sila príťažlivosti Zeme je úmerná hmotnosti telesa, na ktoré pôsobí. To isté samozrejme vyplýva z rovnakého zrýchlenia voľného pádu pre telesá rôznej hmotnosti, ale experimenty s kyvadlami umožňujú overiť túto skutočnosť s väčšou presnosťou.

Tieto podobné vlastnosti príťažlivých síl Slnka a Zeme viedli Newtona k záveru, že povaha týchto síl je jedna a že medzi všetkými telesami pôsobia sily univerzálnej gravitácie, ktoré sa zmenšujú nepriamo so štvorcom vzdialenosti medzi telesami. . V tomto prípade musí byť gravitačná sila pôsobiaca na dané teleso úmerná hmotnosti.

Na základe týchto faktov a úvah sformuloval Newton zákon univerzálnej gravitácie takto: akékoľvek dve telesá sa k sebe priťahujú silou, ktorá smeruje pozdĺž spojnice, je priamo úmerná hmotnosti oboch telies a nepriamo úmerná. na druhú mocninu vzdialenosti medzi nimi, t.j. sily vzájomnej príťažlivosti

kde a sú hmotnosti telies, je vzdialenosť medzi nimi a je koeficient úmernosti, nazývaný gravitačná konštanta (spôsob jej merania bude popísaný nižšie). Spojením tohto vzorca so vzorcom (123.4) vidíme, že kde je hmotnosť Slnka. Sily univerzálnej gravitácie spĺňajú tretí Newtonov zákon. Potvrdili to všetky astronomické pozorovania pohybu nebeských telies.

V tejto formulácii platí zákon univerzálnej gravitácie na telesá, ktoré možno považovať za hmotné body, teda na telesá, ktorých vzdialenosť je v porovnaní s ich veľkosťou veľmi veľká, inak by bolo potrebné vziať do úvahy, že rôzne body telesá sú od seba oddelené rôznymi vzdialenosťami . Pre homogénne guľové telesá platí vzorec pre akúkoľvek vzdialenosť medzi telesami, ak za kvalitu berieme vzdialenosť medzi ich stredmi. Najmä v prípade priťahovania telesa Zemou treba počítať vzdialenosť od stredu Zeme. To vysvetľuje skutočnosť, že gravitačná sila so stúpajúcou výškou nad Zemou takmer neklesá (§ 54): keďže polomer Zeme je približne 6400, potom keď sa poloha telesa nad zemským povrchom zmení v priebehu niekoľkých desiatok kilometrov, gravitačná sila Zeme zostáva prakticky nezmenená.

Gravitačnú konštantu možno určiť meraním všetkých ostatných veličín zahrnutých v zákone univerzálnej gravitácie pre akýkoľvek konkrétny prípad.

Prvýkrát bolo možné určiť hodnotu gravitačnej konštanty pomocou torzných váh, ktorých zariadenie je schematicky znázornené na obr. 202. Na dlhej a tenkej nite je zavesená ľahká vahadla, na koncoch ktorej sú upevnené dve rovnaké guľôčky hmoty. Vahadlo je vybavené zrkadlom, ktoré umožňuje opticky merať malé otáčky vahadla okolo zvislej osi. K dvom guľôčkam s oveľa väčšou hmotnosťou je možné pristupovať z rôznych strán guľôčok.

Ryža. 202. Schéma torznej váhy na meranie gravitačnej konštanty

Príťažlivé sily malých guľôčok k veľkým vytvárajú pár síl, ktoré otáčajú vahadlom v smere hodinových ručičiek (pri pohľade zhora). Meraním uhla, pod ktorým sa vahadlo otáča pri približovaní sa k guľôčkam , a poznaním elastických vlastností vlákna, na ktorom je vahadlo zavesené, je možné určiť moment dvojice síl, ktorými sú hmoty priťahované. masy . Keďže hmotnosti guľôčok a vzdialenosť medzi ich stredmi (v danej polohe vahadla) sú známe, hodnotu možno zistiť zo vzorca (124.1). Ukázalo sa, že je to rovnocenné

Po určení hodnoty sa ukázalo, že hmotnosť Zeme je možné určiť zo zákona univerzálnej gravitácie. V súlade s týmto zákonom je teleso nachádzajúce sa na povrchu Zeme priťahované k Zemi silou

kde je hmotnosť Zeme a jej polomer. Na druhej strane to vieme. Prirovnaním týchto množstiev zistíme

.

Hoci sú teda sily univerzálnej gravitácie pôsobiace medzi telesami rôznych hmotností rovnaké, teleso s malou hmotnosťou dostane značné zrýchlenie a teleso s veľkou hmotnosťou zažije malé zrýchlenie.

Keďže celková hmotnosť všetkých planét slnečnej sústavy je o niečo väčšia ako hmotnosť Slnka, zrýchlenie, ktoré Slnko zažíva v dôsledku gravitačných síl, ktoré naň pôsobia z planét, je zanedbateľné v porovnaní so zrýchleniami, ktoré gravitačné sila slnka prenášaná na planéty. Gravitačné sily pôsobiace medzi planétami sú tiež relatívne malé. Preto sme pri uvažovaní o zákonoch pohybu planét (Keplerove zákony) nebrali do úvahy pohyb samotného Slnka a približne sme uvažovali, že trajektórie planét sú eliptické dráhy, v jednom z ohniskov, v ktorých sa Slnko nachádza. . Pri presných výpočtoch však treba brať do úvahy tie „poruchy“, ktoré do pohybu samotného Slnka alebo akejkoľvek planéty vnášajú gravitačné sily iných planét.

124.1. O koľko sa zníži gravitačná sila pôsobiaca na raketový projektil, keď vystúpi 600 km nad povrch Zeme? Polomer Zeme sa rovná 6400 km.

124.2. Hmotnosť Mesiaca je 81-krát menšia ako hmotnosť Zeme a polomer Mesiaca je približne 3,7-krát menší ako polomer Zeme. Nájdite hmotnosť človeka na Mesiaci, ak je jeho hmotnosť na Zemi 600 N.

124.3. Hmotnosť Mesiaca je 81-krát menšia ako hmotnosť Zeme. Nájdite na priamke spájajúcej stredy Zeme a Mesiaca bod, v ktorom sú príťažlivé sily Zeme a Mesiaca navzájom rovnaké a pôsobia na teleso umiestnené v tomto bode.

Tento článok sa zameria na históriu objavu zákona univerzálnej gravitácie. Tu sa zoznámime s biografickými informáciami zo života vedca, ktorý túto fyzikálnu dogmu objavil, zvážime jej hlavné ustanovenia, vzťah s kvantovou gravitáciou, priebeh vývoja a mnoho ďalšieho.

Genius

Sir Isaac Newton je anglický vedec. Svojho času venoval veľkú pozornosť a úsilie takým vedám ako fyzika a matematika a veľa nového priniesol aj do mechaniky a astronómie. Je právom považovaný za jedného z prvých zakladateľov fyziky v jej klasickom modeli. Je autorom zásadného diela „Matematické princípy prírodnej filozofie“, kde prezentoval informácie o troch zákonoch mechaniky a zákone univerzálnej gravitácie. Isaac Newton týmito dielami položil základy klasickej mechaniky. Vyvinul tiež integrálny typ, teóriu svetla. Veľa prispel aj k fyzikálnej optike a vyvinul mnoho ďalších teórií fyziky a matematiky.

zákon

Zákon univerzálnej gravitácie a história jeho objavu siahajú ďaleko do minulosti.Jeho klasickou formou je zákon, ktorý popisuje interakciu gravitačného typu, ktorá nepresahuje rámec mechaniky.

Jeho podstatou bolo, že ukazovateľ sily F gravitačnej sily vznikajúcej medzi 2 telesami alebo bodmi hmoty m1 a m2, oddelenými od seba určitou vzdialenosťou r, je úmerný obom ukazovateľom hmotnosti a je nepriamo úmerný druhej mocnine vzdialenosť medzi telami:

F = G, kde symbolom G označujeme gravitačnú konštantu rovnajúcu sa 6,67408(31).10 -11 m 3 /kgf 2.

Newtonova gravitácia

Predtým, ako zvážime históriu objavu zákona univerzálnej gravitácie, pozrime sa bližšie na jeho všeobecnú charakteristiku.

V teórii, ktorú vytvoril Newton, všetky telesá s veľkou hmotnosťou musia okolo seba generovať špeciálne pole, ktoré k sebe priťahuje iné objekty. Nazýva sa to gravitačné pole a má potenciál.

Teleso so sférickou symetriou tvorí mimo seba pole, podobné tomu, ktoré vytvára hmotný bod rovnakej hmotnosti umiestnený v strede telesa.

Smer trajektórie takého bodu v gravitačnom poli, vytvoreného telesom s oveľa väčšou hmotnosťou, sa riadi, poslúchajú ho aj objekty vesmíru, ako napríklad planéta alebo kométa, ktoré sa pohybujú pozdĺž elipsa alebo hyperbola. Zohľadnenie skreslenia, ktoré vytvárajú iné masívne telesá, sa berie do úvahy pomocou ustanovení poruchovej teórie.

Analýza presnosti

Potom, čo Newton objavil zákon univerzálnej gravitácie, musel byť mnohokrát testovaný a dokázaný. Na tento účel sa vykonalo množstvo výpočtov a pozorovaní. Po súhlase s jeho ustanoveniami a vychádzajúc z presnosti jeho ukazovateľa slúži experimentálna forma odhadu ako jasné potvrdenie GR. Meranie kvadrupólových interakcií telesa, ktoré sa otáča, ale jeho antény zostávajú nehybné, nám ukazuje, že proces zväčšovania δ závisí od potenciálu r - (1 + δ) , vo vzdialenosti niekoľkých metrov a je v limite (2,1 ± 6.2) .10-3. Množstvo ďalších praktických potvrdení umožnilo tento zákon ustanoviť a nadobudnúť jednotnú formu bez akýchkoľvek úprav. V roku 2007 bola táto dogma prekontrolovaná vo vzdialenosti menšej ako centimeter (55 mikrónov – 9,59 mm). S prihliadnutím na experimentálne chyby vedci skúmali rozsah vzdialenosti a nenašli žiadne zjavné odchýlky v tomto zákone.

Jeho platnosť potvrdilo aj pozorovanie obežnej dráhy Mesiaca vzhľadom na Zem.

Euklidovský priestor

Newtonova klasická teória gravitácie súvisí s euklidovským priestorom. Skutočná rovnosť s dostatočne vysokou presnosťou (10 -9) vzdialeností v menovateli rovnosti diskutovanej vyššie nám ukazuje euklidovský základ priestoru newtonovskej mechaniky s trojrozmernou fyzikálnou formou. V takom bode hmoty je plocha guľového povrchu presne úmerná štvorcu jeho polomeru.

Údaje z histórie

Zamyslite sa nad krátkym zhrnutím histórie objavu zákona univerzálnej gravitácie.

Nápady predložili iní vedci, ktorí žili pred Newtonom. Úvahy o nej navštívili Epicurus, Kepler, Descartes, Roberval, Gassendi, Huygens a ďalší. Kepler navrhol, že gravitačná sila je nepriamo úmerná vzdialenosti od hviezdy Slnka a má rozloženie len v rovinách ekliptiky; podľa Descarta to bol dôsledok činnosti vírov v hrúbke éteru. Išlo o sériu odhadov, ktoré obsahovali odraz správnych odhadov o závislosti od vzdialenosti.

List od Newtona Halleymu obsahoval informáciu, že Hooke, Wren a Buyo Ismael boli predchodcami samotného Sira Isaaca. Nikomu pred ním sa však nepodarilo jednoznačne pomocou matematických metód spojiť gravitačný zákon a pohyb planét.

História objavu zákona univerzálnej gravitácie je úzko spätá s prácou „Matematické princípy prírodnej filozofie“ (1687). V tejto práci bol Newton schopný odvodiť príslušný zákon vďaka Keplerovmu empirickému zákonu, ktorý bol už v tom čase známy. Ukazuje nám, že:

• forma pohybu akejkoľvek viditeľnej planéty svedčí o prítomnosti centrálnej sily;
• príťažlivá sila centrálneho typu tvorí eliptické alebo hyperbolické dráhy.

O Newtonovej teórii

Skúmanie stručnej histórie objavu zákona univerzálnej gravitácie nás môže poukázať aj na množstvo rozdielov, ktoré ho odlišujú od predchádzajúcich hypotéz. Newton sa zaoberal nielen zverejnením navrhovaného vzorca uvažovaného javu, ale navrhol aj model matematického typu v holistickej forme:

• poloha na zákone gravitácie;
• stanovisko k zákonu pohybu;
• systematika metód matematického výskumu.

Táto triáda dokázala v pomerne presnom rozsahu skúmať aj tie najzložitejšie pohyby nebeských objektov a vytvorila tak základ pre nebeskú mechaniku. Až do začiatku Einsteinovej aktivity v tomto modeli nebola potrebná prítomnosť základného súboru opráv. Výraznejšie sa musel zlepšiť len matematický aparát.

Predmet na diskusiu

Objavený a dokázaný zákon sa v priebehu 18. storočia stal známym predmetom aktívnej polemiky a dôsledného skúmania. Storočie sa však skončilo všeobecným súhlasom s jeho postulátmi a výrokmi. Pomocou výpočtov zákona bolo možné presne určiť dráhy pohybu telies v nebi. Priama kontrola bola vykonaná v roku 1798. Robil to pomocou torznej váhy s veľkou citlivosťou. V histórii objavu univerzálneho gravitačného zákona je potrebné prideliť osobitné miesto interpretáciám, ktoré zaviedol Poisson. Vyvinul koncepciu potenciálu gravitácie a Poissonovej rovnice, pomocou ktorej bolo možné tento potenciál vypočítať. Tento typ modelu umožnil študovať gravitačné pole v prítomnosti ľubovoľného rozloženia hmoty.

V Newtonovej teórii bolo veľa ťažkostí. Za ten hlavný by sa dala považovať nevysvetliteľnosť akcie na veľké vzdialenosti. Nebolo možné presne odpovedať na otázku, ako sa príťažlivé sily posielajú cez vákuový priestor nekonečnou rýchlosťou.

„Evolúcia“ práva

Počas nasledujúcich dvesto rokov a ešte viac sa mnohí fyzici pokúšali navrhnúť rôzne spôsoby, ako zlepšiť Newtonovu teóriu. Tieto snahy sa skončili triumfom v roku 1915, a to vytvorením Všeobecnej teórie relativity, ktorú vytvoril Einstein. Dokázal prekonať celý rad ťažkostí. V súlade s princípom korešpondencie sa Newtonova teória ukázala byť aproximáciou začiatku práce na teórii vo všeobecnejšej forme, ktorú je možné použiť za určitých podmienok:

1. Potenciál gravitačnej povahy nemôže byť v skúmaných systémoch príliš veľký. Slnečná sústava je príkladom dodržiavania všetkých pravidiel pre pohyb nebeských telies. Relativistický jav sa nachádza v badateľnom prejave posunu perihélia.
2. Ukazovateľ rýchlosti pohybu v tejto skupine systémov je v porovnaní s rýchlosťou svetla nevýznamný.

Dôkazom toho, že v slabom stacionárnom gravitačnom poli majú výpočty GR formu newtonovských, je prítomnosť skalárneho gravitačného potenciálu v stacionárnom poli so slabo vyjadrenými silovými charakteristikami, ktorý je schopný splniť podmienky Poissonovej rovnice.

Kvantová stupnica

V histórii však ani vedecký objav zákona univerzálnej gravitácie, ani Všeobecná teória relativity nemohli slúžiť ako konečná gravitačná teória, pretože obe dostatočne nepopisujú procesy gravitačného typu v kvantovej mierke. Pokus o vytvorenie kvantovej gravitačnej teórie je jednou z najdôležitejších úloh súčasnej fyziky.

Z pohľadu kvantovej gravitácie je interakcia medzi objektmi vytvorená výmenou virtuálnych gravitónov. V súlade s princípom neurčitosti je energetický potenciál virtuálnych gravitónov nepriamo úmerný časovému intervalu, v ktorom existoval, od bodu vyžarovania jedným objektom do časového bodu, v ktorom bol absorbovaný iným bodom.

Vzhľadom na to sa ukazuje, že na malej škále vzdialeností interakcia telies znamená výmenu gravitónov virtuálneho typu. Vďaka týmto úvahám je možné uzavrieť ustanovenie o práve Newtonovho potenciálu a jeho závislosti v súlade so vzájomnou proporcionalitou vzhľadom na vzdialenosť. Analógiu medzi Coulombovými a Newtonovými zákonmi vysvetľuje skutočnosť, že hmotnosť gravitónov sa rovná nule. Hmotnosť fotónov má rovnaký význam.

Prelud

V školských osnovách je odpoveďou na otázku z histórie, ako Newton objavil zákon univerzálnej gravitácie, príbeh o padajúcom ovocí jablka. Podľa tejto legendy padol na hlavu vedca. Ide však o rozšírený omyl a v podstate sa všetko dokázalo zaobísť aj bez podobného prípadu možného úrazu hlavy. Sám Newton tento mýtus niekedy potvrdzoval, no v skutočnosti zákon nebol spontánnym objavom a neprišiel v návale chvíľkového vhľadu. Ako už bolo napísané vyššie, vyvíjal sa dlho a prvýkrát bol prezentovaný v prácach „Princípy matematiky“, ktoré sa objavili na verejnosti v roku 1687.