Tulad ng alam mo, anumang dalawang katawan ay naaakit sa isa't isa. Ang pag-aari na ito ng mga katawan ay dahil sa kanilang masa. Dahil ang ibang mga anyo ng bagay (mga patlang, radiation) ay mayroon ding masa, sinusunod din nila ang batas ng grabidad. Ang pinakatanyag na pagpapakita ng mass attraction ay ang pagkakaroon ng gravity, kung saan kumikilos ang Earth sa lahat ng mga katawan.

Batas ng grabidad

Ang puwersa kung saan ang dalawang katawan ay naaakit sa isa't isa ay tinatawag na gravitational force (gravitational force). Ang magnitude ng puwersang ito ay tinutukoy ng batas ng unibersal na grabitasyon, na binuo ni Newton.

dito:
F- ang gravitational force kung saan ang dalawang katawan ay naaakit sa isa't isa (Newton),
m1- masa ng unang katawan (kg),
m2- masa ng pangalawang katawan (kg),
r- distansya sa pagitan ng mga sentro ng masa ng mga katawan (meter),
G ,

Ang kapwa pagkahumaling ng masa ay hindi dapat malito sa mga puwersa ng magnetic o electric attraction. Ang mga ito ay mga puwersa ng isang ganap na naiibang kalikasan.

Ang mga puwersa ng gravity ay hindi maaaring maging kasuklam-suklam. Bilang karagdagan, ang pakikipag-ugnayan ng gravitational ay hindi maaaring humina o maalis sa tulong ng anumang screen.

Grabidad

Ayon sa pormula ng grabitasyon, matutukoy ng isang tao ang puwersa ng grabidad sa pamamagitan ng pagpapalit ng masa ng Earth at ang masa ng katawan na pinag-uusapan sa numerator, at ang distansya sa denominator. r mga katawan sa gitna ng mundo:

Kahulugan: Grabidad bumababa nang baligtad sa parisukat ng distansya mula sa gitna ng mundo.

Direkta sa ibabaw ng Earth, ang gravity ay kinakalkula gamit ang isang pinasimpleng formula.

Ang puwersa ng gravity Fgr ay hindi naglalaho sa may hangganang mga distansya r, ito ay nagiging zero lamang kapag ang mga katawan ay inalis nang walang katapusan.

Pagpapabilis ng grabidad

Pagpapabilis ng grabidad sa anumang distansya mula sa Earth, pati na rin sa iba pang mga planeta, ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pormula para sa puwersa ng pagkahumaling ng lupa. Kung binabawasan mo ang timbang ng katawan, maaari kang makakuha ng:

Ang gravitational acceleration ay bumababa nang baligtad sa parisukat ng distansya mula sa gitna ng mundo. Ang free fall acceleration formula ay valid din para sa iba pang celestial bodies.

Gravitational field, gravitational field

Ang bawat katawan (halimbawa, ang Earth) ay lumilikha ng force field sa paligid nito - isang gravitational field. Ang intensity ng field na ito sa anumang punto ay nagpapakilala sa puwersa na kumikilos sa isa pang katawan na matatagpuan sa puntong ito.

g- intensity ng gravitational field
F- gravitational force na kumikilos sa isang katawan na may mass m
m- mass ng katawan sa gravitational field

Lakas ng field g ay isang vector quantity na ang direksyon ay tinutukoy ng direksyon ng gravitational force F, at ang numerical value - ang formula para sa acceleration ng free fall.

Ang intensity ng gravitational field ay tumutugma sa magnitude, direksyon at mga yunit ng pagsukat sa acceleration ng libreng pagkahulog, bagaman sa kanilang pisikal na kahulugan, ang mga ito ay ganap na magkakaibang mga pisikal na dami. Habang ang lakas ng field ay nagpapakita ng estado ng espasyo sa isang partikular na punto, ang puwersa at acceleration ay lalabas lamang kapag ang isang test body ay matatagpuan sa isang partikular na punto.

Mula sa graph ng function g=g(r) Ito ay malinaw na nakikita na ang intensity ng gravitational field g may posibilidad na zero kapag ang distansya r may posibilidad na infinity. Samakatuwid, ang mga pahayag tulad ng "umalis ang satellite sa gravitational field ng Earth" ay hindi tama.

Ang gravitational field ng mga celestial na katawan ay nagsasapawan. Kung lumipat tayo sa isang tuwid na linya na nagkokonekta sa mga sentro ng Earth at ng Buwan, kung gayon, simula sa isang tiyak na lugar, ang intensity ng gravitational field ng Buwan ay mananaig.

Unang espasyo (orbital) na bilis

unang cosmic bilis- ito ang bilis na dapat taglayin ng katawan upang umikot sa isang pare-parehong taas sa ibabaw ng ibabaw ng planeta.

Gamit ang free fall acceleration formula, matutukoy mo ang bilis ng rebolusyon ng isang artipisyal na satellite ng Earth (at anumang iba pang planeta) sa anumang taas sa ibabaw nito.

Ang puwersa ng grabidad na kumikilos sa satellite ay katumbas ng puwersang sentripugal, i.e.

dito:
UK- unang espasyo (orbital) bilis (m/s)
h
reEarth
m Lupa- masa ng planetang Earth (kg),
m- masa ng satellite (kg)
g- free fall acceleration sa ilang distansya mula sa ibabaw ng Earth (m/s?)
gEarth- free fall acceleration sa ibabaw ng Earth 9.81 (m/s?)
? - gravitational constant 6.67 10-11 (m3/(kg s2))

Binibigyang-daan ka ng Formula (3) na matukoy ang bilis ng mga satellite sa orbit. Gayunpaman, ang panghuling bilis ng paglulunsad ng sasakyan sa sandaling huminto ang mga makina ay dapat na mas malaki upang dalhin ang satellite sa nais na taas.

Ang mga formula na ito ay may bisa din para sa kaso ng paggalaw ng Buwan sa paligid ng Earth. Totoo rin ang mga ito sa kaso ng paggalaw ng mga planeta sa paligid ng Araw, kung ang paggalaw ay nangyayari sa isang tilapon na bahagyang naiiba mula sa isang pabilog, i.e. kasama ang isang landas na may isang maliit na eccentricity.

Pangalawang bilis ng pagtakas (bilis ng pagtakas)

Pangalawang bilis ng espasyo- ito ang pinakamababang bilis kung saan dapat gumalaw ang katawan upang madaig nito ang impluwensya ng gravitational field ng Earth nang walang gastos sa karagdagang trabaho, i.e. ilipat ang isang walang katapusang distansya mula sa lupa.

Kung ang:
m- timbang ng katawan (kg)
M- masa ng planetang Earth (kg)
h- taas ng satellite sa ibabaw ng planeta (m)
reEarth- paunang distansya sa pagitan ng mga sentro ng masa ng mga katawan (Surface ng planetang Earth) (meter)
r- huling distansya sa pagitan ng mga sentro ng masa ng mga katawan (meter)
G- gravitational constant 6.67 10-11 (m3/(kg s2))
U2k- pangalawang bilis ng pagtakas (bilis ng pagtakas) (m/s)

Kung gayon ang kinetic energy ng katawan ay dapat na katumbas ng trabaho upang mapagtagumpayan ang impluwensya ng gravitational field:

Pagkatapos ng pagpapasimple at muling pagsasaayos, ang pangalawang bilis ng kosmiko ay magkakaroon ng anyo:

Sa katunayan, ang pangalawang bilis ng kosmiko para sa paglulunsad ng mga rocket mula sa ibabaw ng planeta, ito ang bilis na dapat mayroon ang katawan nang direkta sa ibabaw ng planeta kapag h maliit, ngunit ang gravitational force ay malaki. Habang lumalayo ka sa pinagmumulan ng gravitational force, bumababa ang bilis ng pagtakas dahil bumababa ang gravitational force, at bumababa nang naaayon ang kinetic energy na kinakailangan para sa pagtakas.

Ang batas na ito, na tinatawag na batas ng unibersal na grabitasyon, ay nakasulat sa anyong matematika gaya ng sumusunod:

kung saan ang m 1 at m 2 ay ang mga masa ng mga katawan, ang R ay ang distansya sa pagitan nila (tingnan ang Fig. 11a), at ang G ay ang gravitational constant na katumbas ng 6.67.10-11 N.m 2 /kg2.

Ang batas ng unibersal na grabitasyon ay unang binuo ni I. Newton nang sinubukan niyang ipaliwanag ang isa sa mga batas ni I. Kepler, na nagsasaad na para sa lahat ng mga planeta ang ratio ng kubo ng kanilang distansya R sa Araw sa parisukat ng panahon T ng ang rebolusyon sa paligid nito ay pareho, i.e.

Kunin natin ang batas ng unibersal na grabitasyon tulad ng ginawa ni Newton, sa pag-aakalang gumagalaw ang mga planeta sa mga bilog. Pagkatapos, ayon sa ikalawang batas ni Newton, ang isang planeta na may mass mPl na gumagalaw sa isang bilog na radius R na may bilis na v at isang centripetal acceleration v2/R ay dapat kumilos sa pamamagitan ng isang puwersa F na nakadirekta patungo sa Araw (tingnan ang Fig. 11b) at katumbas ng:

Ang bilis v ng planeta ay maaaring ipahayag sa mga tuntunin ng radius R ng orbit at ang panahon ng rebolusyon T:

Ang pagpapalit ng (11.4) sa (11.3) ay nakukuha natin ang sumusunod na expression para sa F:

Ito ay sumusunod mula sa batas ni Kepler (11.2) na T2 = const.R3 . Samakatuwid, ang (11.5) ay maaaring mabago sa:

Kaya, ang Araw ay umaakit sa planeta na may puwersa na direktang proporsyonal sa masa ng planeta at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila. Ang formula (11.6) ay halos kapareho sa (11.1), tanging ang masa ng Araw ang nawawala sa numerator ng fraction sa kanan. Gayunpaman, kung ang puwersa ng atraksyon sa pagitan ng Araw at ng planeta ay nakasalalay sa masa ng planeta, kung gayon ang puwersa na ito ay dapat ding nakasalalay sa masa ng Araw, na nangangahulugan na ang pare-pareho sa kanang bahagi ng (11.6) ay naglalaman ng masa ng Araw bilang isa sa mga salik. Samakatuwid, iniharap ni Newton ang kanyang tanyag na palagay na ang puwersa ng gravitational ay dapat na nakasalalay sa produkto ng masa ng mga katawan at ang batas ay naging paraan kung paano namin isinulat ito sa (11.1).

Ang batas ng unibersal na grabitasyon at ang ikatlong batas ni Newton ay hindi sumasalungat sa isa't isa. Ayon sa formula (11.1), ang puwersa kung saan ang katawan 1 ay umaakit sa katawan 2 ay katumbas ng puwersa kung saan ang katawan 2 ay umaakit sa katawan 1.

Para sa mga katawan ng ordinaryong laki, ang mga puwersa ng gravitational ay napakaliit. Kaya, ang dalawang katabing kotse ay naaakit sa isa't isa na may puwersa na katumbas ng bigat ng isang patak ng ulan. Mula nang matukoy ni G. Cavendish noong 1798 ang halaga ng gravitational constant, ang formula (11.1) ay nakatulong upang makagawa ng maraming pagtuklas sa "mundo ng malalaking masa at distansya." Halimbawa, ang pag-alam sa magnitude ng free fall acceleration (g=9.8 m/s2) at ang radius ng Earth (R=6.4.106 m), maaari nating kalkulahin ang mass m3 nito bilang mga sumusunod. Ang bawat katawan na may mass m1 malapit sa ibabaw ng Earth (i.e. sa layo na R mula sa gitna nito) ay apektado ng gravitational force ng atraksyon nito na katumbas ng m1g, ang pagpapalit nito sa (11.1) sa halip na F ay nagbibigay ng:

saan natin nakuha na m З = 6.1024 kg.

Suriin ang mga tanong:

· Bumuo ng batas ng unibersal na grabitasyon?

· Ano ang gravitational constant?

kanin. 11. (a) - sa pagbabalangkas ng batas ng unibersal na grabitasyon; (b) - sa derivation ng batas ng unibersal na grabitasyon mula sa batas ni Kepler.

§ 12. GRAVITY FORCE. ANG BIGAT. WALANG TIMBANG. UNANG SPACE BILIS.

Ang puwersa ng gravitational ay ang puwersa kung saan ang mga bagay ng isang tiyak na masa ay naaakit sa isa't isa, na matatagpuan sa isang tiyak na distansya mula sa bawat isa.

Ang Ingles na siyentipiko na si Isaac Newton noong 1867 ay natuklasan ang batas ng unibersal na grabitasyon. Ito ay isa sa mga pangunahing batas ng mekanika. Ang diwa ng batas na ito ay ang mga sumusunod:anumang dalawang materyal na particle ay naaakit sa isa't isa na may puwersa na direktang proporsyonal sa produkto ng kanilang masa at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila.

Ang puwersa ng pagkahumaling ay ang unang puwersa na naramdaman ng isang tao. Ito ang puwersa kung saan kumikilos ang Earth sa lahat ng mga katawan na matatagpuan sa ibabaw nito. At nararamdaman ng sinumang tao ang puwersang ito bilang kanyang sariling timbang.

Batas ng grabidad

Mayroong isang alamat na natuklasan ni Newton ang batas ng unibersal na grabitasyon nang hindi sinasadya, naglalakad sa gabi sa hardin ng kanyang mga magulang. Ang mga taong malikhain ay patuloy na naghahanap, at ang mga natuklasang siyentipiko ay hindi agad na pananaw, ngunit ang bunga ng pangmatagalang gawaing pangkaisipan. Nakaupo sa ilalim ng puno ng mansanas, nag-iisip si Newton ng isa pang ideya, at biglang may nahulog na mansanas sa kanyang ulo. Malinaw kay Newton na nahulog ang mansanas bilang resulta ng gravity ng Earth. "Ngunit bakit hindi bumabagsak ang buwan sa Earth? naisip niya. "Nangangahulugan ito na may ibang puwersa na kumikilos dito, pinapanatili ito sa orbit." Ganito ang sikat batas ng grabidad.

Ang mga siyentipiko na dati nang nag-aral ng pag-ikot ng mga celestial body ay naniniwala na ang mga celestial body ay sumusunod sa ilang ganap na magkakaibang batas. Iyon ay, ipinapalagay na mayroong ganap na magkakaibang mga batas ng pang-akit sa ibabaw ng Earth at sa kalawakan.

Pinagsama ni Newton ang mga dapat na uri ng gravity. Sa pagsusuri sa mga batas ni Kepler na naglalarawan sa paggalaw ng mga planeta, napag-isipan niya na ang puwersa ng pagkahumaling ay lumitaw sa pagitan ng anumang mga katawan. Iyon ay, kapwa ang mansanas na nahulog sa hardin at ang mga planeta sa kalawakan ay apektado ng mga puwersa na sumusunod sa parehong batas - ang batas ng unibersal na grabitasyon.

Nalaman ni Newton na gumagana lamang ang mga batas ni Kepler kung mayroong kaakit-akit na puwersa sa pagitan ng mga planeta. At ang puwersang ito ay direktang proporsyonal sa masa ng mga planeta at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila.

Ang puwersa ng pagkahumaling ay kinakalkula ng formula F=G m 1 m 2 / r 2

m 1 ay ang masa ng unang katawan;

m2ay ang masa ng pangalawang katawan;

r ay ang distansya sa pagitan ng mga katawan;

G ay ang koepisyent ng proporsyonalidad, na tinatawag na pare-pareho ang gravitational o pare-pareho ang gravitational.

Ang halaga nito ay natukoy sa eksperimento. G\u003d 6.67 10 -11 Nm 2 / kg 2

Kung ang dalawang materyal na punto na may mass na katumbas ng isang yunit ng masa ay nasa layo na katumbas ng isang yunit ng distansya, kung gayon sila ay naaakit ng puwersa na katumbas ng G.

Ang mga puwersa ng pagkahumaling ay ang mga puwersa ng gravitational. Tinatawag din sila grabidad. Ang mga ito ay napapailalim sa batas ng unibersal na grabitasyon at lumilitaw sa lahat ng dako, dahil ang lahat ng mga katawan ay may masa.

Grabidad

Ang puwersa ng gravitational na malapit sa ibabaw ng Earth ay ang puwersa kung saan ang lahat ng mga katawan ay naaakit sa Earth. tawag nila sa kanya grabidad. Ito ay itinuturing na pare-pareho kung ang distansya ng katawan mula sa ibabaw ng Earth ay maliit kumpara sa radius ng Earth.

Dahil ang gravity, na siyang gravitational force, ay nakasalalay sa masa at radius ng planeta, ito ay magiging iba sa iba't ibang mga planeta. Dahil ang radius ng Buwan ay mas mababa kaysa sa radius ng Earth, kung gayon ang puwersa ng pagkahumaling sa Buwan ay mas mababa kaysa sa Earth ng 6 na beses. At sa Jupiter, sa kabaligtaran, ang gravity ay 2.4 beses na mas malaki kaysa sa gravity sa Earth. Ngunit ang bigat ng katawan ay nananatiling pare-pareho, saan man ito sukatin.

Maraming tao ang nalilito sa kahulugan ng timbang at gravity, sa paniniwalang ang gravity ay palaging katumbas ng timbang. Pero hindi pala.

Ang puwersa kung saan pinindot ng katawan ang suporta o iniunat ang suspensyon, ito ang bigat. Kung ang suporta o suspensyon ay tinanggal, ang katawan ay magsisimulang mahulog sa pagbilis ng libreng pagkahulog sa ilalim ng pagkilos ng grabidad. Ang puwersa ng grabidad ay proporsyonal sa masa ng katawan. Ito ay kinakalkula ayon sa formulaF= m g , saan m- bigat ng katawan, g- acceleration of gravity.

Maaaring magbago ang timbang ng katawan, at kung minsan ay tuluyang mawawala. Isipin na nasa elevator kami sa pinakataas na palapag. Sulit ang elevator. Sa sandaling ito, ang ating timbang P at ang puwersa ng gravity F, kung saan hinihila tayo ng Earth, ay pantay. Ngunit sa lalong madaling ang elevator ay nagsimulang gumalaw pababa sa pagbilis a , hindi na pantay ang timbang at gravity. Ayon sa pangalawang batas ni Newtonmg+ P = ma . P \u003d m g -ma.

Makikita sa formula na nabawasan ang ating timbang habang tayo ay bumababa.

Sa sandaling bumilis ang elevator at nagsimulang gumalaw nang walang acceleration, ang ating timbang ay muling katumbas ng gravity. At nang magsimulang bumagal ang takbo ng elevator, bumilis ang takbo nito a naging negatibo at tumaas ang timbang. May overload.

At kung ang katawan ay gumagalaw pababa kasama ang pagbilis ng libreng pagkahulog, ang timbang ay ganap na magiging katumbas ng zero.

Sa a=g R=mg-ma= mg - mg=0

Ito ay isang estado ng kawalan ng timbang.

Kaya, nang walang pagbubukod, lahat ng materyal na katawan sa Uniberso ay sumusunod sa batas ng unibersal na grabitasyon. At ang mga planeta sa paligid ng Araw, at lahat ng mga katawan na malapit sa ibabaw ng Earth.

Sa kalikasan, apat na pangunahing pangunahing pwersa lamang ang kilala (tinatawag din silang pangunahing pakikipag-ugnayan) - gravitational interaction, electromagnetic interaction, strong interaction at weak interaction.

Pakikipag-ugnayan ng gravitational ay ang pinakamahina sa lahat.Gravitational forcesnagbubuklod sa mga bahagi ng globo at ang parehong interaksyon ay tumutukoy sa malalaking kaganapan sa uniberso.

Pakikipag-ugnayan ng electromagnetic humahawak ng mga electron sa mga atomo at nagbubuklod ng mga atomo sa mga molekula. Ang mga partikular na pagpapakita ng mga puwersang ito aypwersa ng Coulombkumikilos sa pagitan ng mga nakapirming singil sa kuryente.

Malakas na interaksyon nagbubuklod ng mga nucleon sa nuclei. Ang pakikipag-ugnayan na ito ang pinakamalakas, ngunit kumikilos lamang ito sa napakaikling distansya.

Mahinang pakikipag-ugnayan kumikilos sa pagitan ng elementarya na mga particle at may napakaikling saklaw. Ito ay nagpapakita ng sarili sa beta decay.

4.1 Ang batas ni Newton ng unibersal na grabitasyon

Sa pagitan ng dalawang materyal na punto ay mayroong puwersa ng magkaparehong atraksyon, na direktang proporsyonal sa produkto ng masa ng mga puntong ito ( m at M ) at inversely proportional sa parisukat ng distansya sa pagitan nila ( r2 ) at nakadirekta sa isang tuwid na linya na dumadaan sa mga nakikipag-ugnayang katawanF= (GmM/r 2) r o ,(1)

dito r o - unit vector na iginuhit sa direksyon ng puwersa F(Larawan 1a).

Ang puwersang ito ay tinatawag puwersa ng grabidad(o puwersa ng grabidad). Ang mga puwersa ng gravitational ay palaging mga kaakit-akit na puwersa. Ang lakas ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang katawan ay hindi nakasalalay sa kapaligiran kung saan matatagpuan ang mga katawan.

g 1 g 2

Fig.1a Fig.1b Fig.1c

Ang pare-parehong G ay tinatawag pare-pareho ang gravitational. Ang halaga nito ay itinatag sa empirically: G = 6.6720. 10 -11 N. m 2 / kg 2 - ibig sabihin. dalawang puntong katawan na tumitimbang ng 1 kg bawat isa, na matatagpuan sa layo na 1 m mula sa bawat isa, ay naaakit na may puwersa na 6.6720. 10 -11 N. Ang napakaliit na halaga ng G ay nagpapahintulot lamang sa atin na magsalita tungkol sa kahinaan ng mga puwersa ng gravitational - dapat itong isaalang-alang lamang sa kaso ng malalaking masa.

Ang mga masa na kasama sa equation (1) ay tinatawag gravitational mass. Binibigyang-diin nito na, sa prinsipyo, ang masa na kasama sa ikalawang batas ni Newton ( F=m sa a) at sa batas ng unibersal na grabitasyon ( F=(Gm gr M gr /r 2) r o) ay may iba't ibang kalikasan. Gayunpaman, ito ay itinatag na ang ratio m gr / m in para sa lahat ng mga katawan ay pareho na may isang kamag-anak na error hanggang sa 10 -10 .

4.2 Gravitational field (field of gravity) ng isang materyal na punto

Ito ay pinaniniwalaan na ang pakikipag-ugnayan ng gravitational ay isinasagawa sa tulong ng gravitational field (gravitational field), na nabuo ng mga katawan mismo. Dalawang katangian ng field na ito ang ipinakilala: vector - at scalar - potensyal ng gravitational field.

4.2.1 Lakas ng gravitational field

Magkaroon tayo ng materyal na punto na may mass M. Ito ay pinaniniwalaan na ang isang gravitational field ay lumitaw sa paligid ng masa na ito. Ang katangian ng puwersa ng naturang larangan ay lakas ng gravity fieldg, na tinutukoy mula sa batas ng unibersal na grabitasyon g= (GM/r2) r o ,(2)

saan r o - isang unit vector na iginuhit mula sa isang materyal na punto sa direksyon ng gravitational force. Lakas ng gravitational field gay isang vector quantity at ang acceleration na nakuha ng point mass m, dinala sa gravitational field, na nilikha ng isang point mass M. Sa katunayan, ang paghahambing ng (1) at (2), nakuha namin para sa kaso ng pagkakapantay-pantay ng gravitational at inertial na masa F=m g.

Binibigyang-diin namin iyon ang magnitude at direksyon ng acceleration na natanggap ng isang katawan na ipinakilala sa gravitational field ay hindi nakadepende sa magnitude ng masa ng ipinakilala na katawan. Dahil ang pangunahing gawain ng dinamika ay upang matukoy ang laki ng acceleration na natanggap ng katawan sa ilalim ng pagkilos ng mga panlabas na puwersa, kung gayon, samakatuwid, ang lakas ng gravitational field ay ganap at malinaw na tinutukoy ang mga katangian ng puwersa ng gravitational field. Ang dependence g(r) ay ipinapakita sa Fig. 2a.

Fig.2a Fig.2b Fig.2c

Ang patlang ay tinatawag sentral, kung sa lahat ng mga punto ng field ang mga intensity vector ay nakadirekta sa mga tuwid na linya na nagsalubong sa isang punto, na naayos na may kinalaman sa anumang inertial frame of reference. Sa partikular, ang gravitational field ng isang materyal na punto ay sentro: sa lahat ng mga punto ng field, ang mga vectors gat F=m g, kumikilos sa isang katawan na dinala sa gravitational field ay nakadirekta sa radially mula sa masa M , na lumilikha ng isang field, hanggang sa isang point mass m (Larawan 1b).

Ang batas ng unibersal na grabitasyon sa anyo (1) ay itinatag para sa mga katawan na kinuha bilang mga materyal na punto, i.e. para sa gayong mga katawan, ang mga sukat nito ay maliit kumpara sa distansya sa pagitan nila. Kung ang mga sukat ng mga katawan ay hindi maaaring pabayaan, kung gayon ang mga katawan ay dapat nahahati sa mga elemento ng punto, ayon sa formula (1), ang mga puwersa ng pagkahumaling sa pagitan ng lahat ng mga elemento na kinuha sa mga pares ay dapat na kalkulahin at pagkatapos ay idinagdag sa geometriko. Ang lakas ng gravitational field ng isang system na binubuo ng mga materyal na puntos na may mga masa M 1 , M 2 , ..., M n , ay katumbas ng kabuuan ng mga lakas ng field mula sa bawat isa sa mga masa na ito nang hiwalay ( prinsipyo ng superposisyon ng mga patlang ng gravitational ): g=g i, saan g i= (GM i /r i 2) r o ako - lakas ng patlang ng isang masa M i .

Graphical na representasyon ng gravitational field gamit ang tension vectors g sa iba't ibang mga punto ng field ito ay napaka-inconvenient: para sa mga sistema na binubuo ng maraming mga materyal na punto, ang intensity vectors ay superimposed sa bawat isa at isang napaka-nakalilito larawan ay nakuha. Kaya para sa isang graphical na representasyon ng gravitational field, gamitin mga linya ng puwersa (mga linya ng pag-igting), na kung saan ay isinasagawa sa paraang ang tension vector ay nakadirekta nang tangential sa linya ng puwersa. Ang mga linya ng pag-igting ay itinuturing na nakadirekta sa parehong paraan tulad ng vector g(Larawan 1c), mga. nagtatapos ang mga linya ng puwersa sa isang materyal na punto. Dahil sa bawat punto sa espasyo ang tension vector ay may isang direksyon lamang, pagkatapos hindi tumatawid ang mga linya ng tensyon. Para sa isang materyal na punto, ang mga linya ng puwersa ay mga radial na tuwid na linya na pumapasok sa punto (Larawan 1b).

Upang matukoy hindi lamang ang direksyon, kundi pati na rin ang halaga ng lakas ng field sa tulong ng mga linya ng pag-igting, ang mga linyang ito ay iginuhit na may isang tiyak na density: ang bilang ng mga linya ng pag-igting na tumagos sa isang yunit ng ibabaw na lugar na patayo sa Ang mga linya ng pag-igting ay dapat na katumbas ng modulus vector g.

Ang gravity, na kilala rin bilang atraksyon o grabitasyon, ay isang unibersal na pag-aari ng bagay na taglay ng lahat ng mga bagay at katawan sa Uniberso. Ang kakanyahan ng grabidad ay ang lahat ng materyal na katawan ay umaakit sa kanilang sarili ang lahat ng iba pang mga katawan na nasa paligid.

Grabidad

Kung ang gravity ay isang pangkalahatang konsepto at kalidad na tinataglay ng lahat ng mga bagay sa Uniberso, kung gayon ang pagkahumaling sa mundo ay isang espesyal na kaso ng lahat ng bagay na ito na sumasaklaw. Inaakit ng lupa sa sarili nito ang lahat ng materyal na bagay na nasa ibabaw nito. Dahil dito, ang mga tao at hayop ay maaaring ligtas na gumagalaw sa paligid ng mundo, ang mga ilog, dagat at karagatan ay maaaring manatili sa loob ng kanilang mga baybayin, at ang hangin ay hindi maaaring lumipad sa malawak na kalawakan ng Cosmos, ngunit bumubuo sa kapaligiran ng ating planeta.

Ang isang patas na tanong ay lumitaw: kung ang lahat ng mga bagay ay may gravity, bakit ang Earth ay umaakit sa mga tao at hayop sa sarili nito, at hindi kabaligtaran? Una, inaakit din natin ang Earth sa ating sarili, kaya lang kumpara sa force of attraction nito, bale-wala ang ating gravity. Pangalawa, ang puwersa ng grabidad ay direktang proporsyonal sa masa ng katawan: mas maliit ang masa ng katawan, mas mababa ang puwersa ng gravitational nito.

Ang pangalawang tagapagpahiwatig kung saan nakasalalay ang puwersa ng pagkahumaling ay ang distansya sa pagitan ng mga bagay: mas malaki ang distansya, mas mababa ang epekto ng grabidad. Kabilang dahil dito, ang mga planeta ay gumagalaw sa kanilang mga orbit, at hindi nahuhulog sa isa't isa.

Kapansin-pansin na ang Earth, ang Buwan, ang Araw at iba pang mga planeta ay may utang sa kanilang spherical na hugis nang tumpak sa puwersa ng grabidad. Ito ay kumikilos sa direksyon ng gitna, hinihila patungo dito ang sangkap na bumubuo sa "katawan" ng planeta.

Gravitational field ng Earth

Ang gravitational field ng Earth ay isang force energy field na nabuo sa paligid ng ating planeta dahil sa pagkilos ng dalawang pwersa:

• grabidad;
• centrifugal force, na may utang sa hitsura nito sa pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito (pang-araw-araw na pag-ikot).

Dahil ang parehong gravity at centrifugal force ay patuloy na kumikilos, ang gravitational field ay isang pare-parehong phenomenon.

Ang mga puwersa ng gravitational ng Araw, Buwan at ilang iba pang mga celestial na katawan, pati na rin ang mga masa ng atmospera ng Earth, ay may hindi gaanong epekto sa larangan.

Batas ng grabidad at Sir Isaac Newton

Ang Ingles na pisiko, si Sir Isaac Newton, ayon sa isang kilalang alamat, minsang naglalakad sa hardin sa araw, ay nakita ang buwan sa kalangitan. Kasabay nito, ang isang mansanas ay nahulog mula sa sanga. Pinag-aaralan noon ni Newton ang batas ng paggalaw at alam niya na ang isang mansanas ay nasa ilalim ng impluwensya ng isang gravitational field, at ang Buwan ay umiikot sa isang orbit sa paligid ng Earth.

At pagkatapos ay ang pag-iisip ay pumasok sa isip ng isang makinang na siyentipiko, na pinaliwanagan ng pananaw, na marahil ang mansanas ay bumagsak sa lupa, na sumusunod sa parehong puwersa kung saan ang Buwan ay nasa orbit nito, at hindi basta-basta nagmamadali sa buong kalawakan. Ito ay kung paano natuklasan ang batas ng unibersal na grabitasyon, na kilala rin bilang Ikatlong Batas ni Newton.

Sa wika ng mga mathematical formula, ganito ang hitsura ng batas na ito:

F=GMm/D2 ,

saan F- puwersa ng mutual gravitation sa pagitan ng dalawang katawan;

M- masa ng unang katawan;

m- masa ng pangalawang katawan;

D2- distansya sa pagitan ng dalawang katawan;

G- gravitational constant, katumbas ng 6.67x10 -11.