8. Ang batas ng unibersal na grabitasyon. Gravity at bigat ng katawan.
Ang batas ng unibersal na grabitasyon - dalawang materyal na mga punto ay umaakit sa isa't isa na may puwersa na direktang proporsyonal sa produkto ng kanilang mga masa at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila.
, saanG – gravitational constant = 6.67*N
Sa poste – mg== ,
Sa ekwador – mg= –m
Kung ang katawan ay nasa ibabaw ng lupa – mg== ,
Ang gravity ay ang puwersa kung saan kumikilos ang planeta sa katawan. Ang puwersa ng grabidad ay katumbas ng produkto ng masa ng katawan at ang pagbilis ng grabidad.
Ang timbang ay ang puwersang ginagawa ng katawan sa isang suporta na pumipigil sa pagkahulog na nangyayari sa larangan ng grabidad.
9. Mga puwersa ng tuyo at malapot na alitan. Paggalaw sa isang hilig na eroplano.
Ang mga puwersa ng friction ay lumitaw kapag may kontak sa pagitan ng mga katawan.
Ang mga puwersa ng dry friction ay ang mga puwersa na lumilitaw kapag ang dalawang solidong katawan ay nagkadikit sa kawalan ng isang likido o gas na layer sa pagitan ng mga ito. Palaging nakadirekta nang tangential sa contacting surface.
Ang static friction force ay katumbas ng magnitude sa panlabas na puwersa at nakadirekta sa tapat na direksyon.
Ftr sa pahinga = -F
Ang sliding friction force ay palaging nakadirekta sa direksyon na kabaligtaran sa direksyon ng paggalaw at depende sa relatibong bilis ng mga katawan.
Ang puwersa ng malapot na friction ay kapag ang isang solidong katawan ay gumagalaw sa isang likido o gas.
Sa malapot na friction walang static friction.
Depende sa bilis ng katawan.
Sa mababang bilis
Sa mataas na bilis
Ang paggalaw sa isang hilig na eroplano:
oy: 0=N-mgcosα, µ=tgα
10.Nababanat ang katawan. Mga puwersa ng makunat at pagpapapangit. Kamag-anak na extension. Boltahe. Batas ni Hooke.
Kapag ang isang katawan ay deformed, isang puwersa arises na nagsusumikap na ibalik ang dati nitong sukat at hugis ng katawan - ang puwersa ng pagkalastiko.
1. Stretch x>0,Fy<0
2.Compression x<0,Fy>0
Sa maliliit na pagpapapangit (|x|< ε= – kamag-anak na pagpapapangit. σ = =S – cross-sectional area ng deformed body – stress. ε=E - Ang modulus ng Young ay nakasalalay sa mga katangian ng materyal. Simbuyo ng damdamin
, o ang dami ng paggalaw ng isang materyal na punto ay isang dami ng vector na katumbas ng produkto ng masa ng materyal na punto m sa bilis ng paggalaw nito v. – para sa isang materyal na punto; – para sa isang sistema ng mga materyal na puntos (sa pamamagitan ng mga impulses ng mga puntong ito); – para sa isang sistema ng mga materyal na puntos (sa pamamagitan ng paggalaw ng sentro ng masa). Sentro ng masa ng sistema ay tinatawag na isang punto C na ang radius vector r C ay katumbas ng Equation ng paggalaw ng sentro ng masa: Ang kahulugan ng equation ay ito: ang produkto ng masa ng system at ang acceleration ng sentro ng masa ay katumbas ng geometric na kabuuan ng mga panlabas na puwersa na kumikilos sa mga katawan ng system. Tulad ng makikita mo, ang batas ng paggalaw ng sentro ng masa ay kahawig ng pangalawang batas ni Newton. Kung ang mga panlabas na pwersa ay hindi kumikilos sa sistema o ang kabuuan ng mga panlabas na pwersa ay zero, kung gayon ang acceleration ng sentro ng masa ay zero, at ang bilis nito ay pare-pareho sa oras sa modulus at deposition, i.e. sa kasong ito, ang sentro ng masa ay gumagalaw nang pare-pareho at rectilinearly. Sa partikular, nangangahulugan ito na kung ang sistema ay sarado at ang sentro ng masa nito ay hindi gumagalaw, kung gayon ang mga panloob na puwersa ng sistema ay hindi magagawang itakda ang sentro ng masa sa paggalaw. Ang paggalaw ng mga rocket ay batay sa prinsipyong ito: upang maitakda ang isang rocket sa paggalaw, kinakailangan na ilabas ang mga maubos na gas at alikabok na nabuo sa panahon ng pagkasunog ng gasolina sa kabaligtaran na direksyon. Batas ng Conservation of Momentum Upang makuha ang batas ng konserbasyon ng momentum, isaalang-alang ang ilang mga konsepto. Ang isang hanay ng mga materyal na punto (katawan) na itinuturing bilang isang solong kabuuan ay tinatawag mekanikal na sistema. Ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga materyal na punto ng isang mekanikal na sistema ay tinatawag panloob. Ang mga puwersa kung saan kumikilos ang mga panlabas na katawan sa mga materyal na punto ng system ay tinatawag panlabas. Isang mekanikal na sistema ng mga katawan na hindi kumikilos panlabas na pwersa ay tinatawag sarado(o nakahiwalay). Kung mayroon tayong mekanikal na sistema na binubuo ng maraming katawan, kung gayon, ayon sa ikatlong batas ni Newton, ang mga puwersa na kumikilos sa pagitan ng mga katawan na ito ay magiging pantay at magkasalungat na direksyon, ibig sabihin, ang geometric na kabuuan ng mga panloob na puwersa ay katumbas ng zero. Isaalang-alang ang isang mekanikal na sistema na binubuo ng n mga katawan na ang masa at bilis ay pantay-pantay T 1 , m 2 ,
. ..,T n
At v 1 ,v 2 , .. .,v n. Hayaan F" 1 ,F" 2 , ...,F" n ay ang mga resultang panloob na pwersa na kumikilos sa bawat isa sa mga katawan na ito, a f 1 ,f 2 , ...,F n - resulta ng mga panlabas na puwersa. Isulat natin ang pangalawang batas ni Newton para sa bawat isa n mga katawan ng mekanikal na sistema: d/dt(m 1 v 1)= F" 1 +F 1 , d/dt(m 2 v 2)= F" 2 +F 2 , d/dt(m n v n)= F"n+ F n. Ang pagdaragdag ng mga equation na ito sa pamamagitan ng termino, nakukuha namin d/dt (m 1 v 1 +m 2 v 2 +... +m n v n) = F" 1 +F" 2 +...+F" n +F 1 +F 2 +...+F n. Ngunit dahil ang geometric na kabuuan ng mga panloob na puwersa ng isang mekanikal na sistema ayon sa ikatlong batas ni Newton ay katumbas ng zero, kung gayon d/dt(m 1 v 1 +m 2 v 2 + ... + m n v n)= F 1
+ F 2 +...+
F n, o dp/dt= F 1 +
F 2 +...+
F n , (9.1) saan salpok ng sistema. Kaya, ang derivative ng oras ng salpok ng isang mekanikal na sistema ay katumbas ng geometric na kabuuan ng mga panlabas na puwersa na kumikilos sa sistema. Sa kawalan ng mga panlabas na puwersa (isinasaalang-alang namin ang isang saradong sistema) Ang ekspresyong ito ay batas ng konserbasyon ng momentum:
ang momentum ng isang saradong sistema ay pinananatili, ibig sabihin, ay hindi nagbabago sa paglipas ng panahon. Ang batas ng konserbasyon ng momentum ay may bisa hindi lamang sa klasikal na pisika, bagama't ito ay nakuha bilang resulta ng mga batas ni Newton. Pinatunayan ng mga eksperimento na totoo rin ito para sa mga closed system ng microparticle (sinusunod nila ang mga batas ng quantum mechanics). Ang batas na ito ay unibersal sa kalikasan, ibig sabihin, ang batas ng konserbasyon ng momentum - pangunahing batas ng kalikasan. Sa anong batas mo ako bibitayin? Ang phenomenon ng gravity ay ang batas ng unibersal na grabitasyon. Dalawang katawan ang kumikilos sa isa't isa na may puwersa na inversely proportional sa square ng distansya sa pagitan nila at direktang proporsyonal sa produkto ng kanilang masa. Sa matematika, maipapahayag natin ang dakilang batas na ito sa pamamagitan ng pormula Ang gravity ay kumikilos sa malalayong distansya sa Uniberso. Ngunit sinabi ni Newton na ang lahat ng mga bagay ay kapwa naaakit. Totoo bang may dalawang bagay na umaakit sa isa't isa? Isipin mo na lang, alam na inaakit ka ng Earth na nakaupo sa isang upuan. Ngunit naisip mo na ba na ang isang computer at isang mouse ay umaakit sa isa't isa? O isang lapis at panulat na nakalatag sa mesa? Sa kasong ito, pinapalitan namin ang masa ng panulat at ang masa ng lapis sa pormula, hatiin sa parisukat ng distansya sa pagitan nila, na isinasaalang-alang ang pare-parehong gravitational, at makuha ang puwersa ng kanilang kapwa pagkahumaling. Ngunit ito ay magiging napakaliit (dahil sa maliliit na masa ng panulat at lapis) na hindi natin nararamdaman ang presensya nito. Iba ang usapin pagdating sa Earth at sa upuan, o sa Araw at Earth. Ang masa ay makabuluhan, na nangangahulugan na maaari na nating suriin ang epekto ng puwersa. Alalahanin natin ang acceleration ng free fall. Ito ang aksyon ng batas ng pang-akit. Sa ilalim ng impluwensya ng puwersa, ang isang katawan ay nagbabago ng bilis nang mas mabagal, mas malaki ang masa nito. Bilang resulta, ang lahat ng mga katawan ay nahuhulog sa Earth na may parehong acceleration. Ano ang sanhi ng hindi nakikitang natatanging puwersang ito? Ngayon ang pagkakaroon ng isang gravitational field ay kilala at napatunayan. Maaari kang matuto nang higit pa tungkol sa likas na katangian ng gravitational field sa karagdagang materyal sa paksa. Isipin mo, ano ang gravity? saan galing? Ano ito? Tiyak na hindi maaaring ang planeta ay tumitingin sa Araw, nakikita kung gaano kalayo ito, at kinakalkula ang kabaligtaran na parisukat ng distansya alinsunod sa batas na ito? Mayroong dalawang katawan, sabihin natin ang katawan A at B. Ang katawan A ay umaakit sa katawan B. Ang puwersa kung saan kumikilos ang katawan A ay nagsisimula sa katawan B at nakadirekta sa katawan A. Ibig sabihin, "kumuha" ito ng katawan B at hinihila ito patungo sa sarili nito. . "Ginagawa" ng katawan B ang parehong bagay sa katawan A. Ang bawat katawan ay naaakit ng Earth. "Kinuha" ng lupa ang katawan at hinila ito patungo sa gitna nito. Samakatuwid, ang puwersang ito ay palaging ididirekta nang patayo pababa, at ito ay inilapat mula sa sentro ng grabidad ng katawan, ito ay tinatawag na puwersa ng grabidad. Ang ilang mga paraan ng geological exploration, tide prediction at, kamakailan lamang, pagkalkula ng paggalaw ng mga artipisyal na satellite at interplanetary station. Paunang pagkalkula ng mga posisyon sa planeta. Maaari ba nating isagawa ang gayong eksperimento sa ating sarili, at hindi hulaan kung ang mga planeta at bagay ay naaakit? Ang nasabing direktang karanasan ay ginawa Cavendish (Henry Cavendish (1731-1810) - English physicist at chemist) gamit ang device na ipinapakita sa figure. Ang ideya ay magsabit ng baras na may dalawang bola sa isang napakanipis na quartz thread at pagkatapos ay magdala ng dalawang malalaking lead ball patungo sa kanila mula sa gilid. Ang pagkahumaling ng mga bola ay i-twist ang thread nang bahagya - bahagyang, dahil ang mga puwersa ng pang-akit sa pagitan ng mga ordinaryong bagay ay napakahina. Sa tulong ng naturang aparato, nagawang direktang sukatin ni Cavendish ang puwersa, distansya at magnitude ng parehong masa at, sa gayon, matukoy Gravitational constant G. Ang natatanging pagtuklas ng gravitational constant G, na nagpapakilala sa gravitational field sa kalawakan, ay naging posible upang matukoy ang masa ng Earth, ang Araw at iba pang mga celestial na katawan. Samakatuwid, tinawag ni Cavendish ang kanyang karanasan na "pagtimbang ng Earth." Kapansin-pansin, ang iba't ibang mga batas ng pisika ay may ilang mga karaniwang tampok. Bumaling tayo sa mga batas ng kuryente (Coulomb force). Ang mga puwersa ng kuryente ay inversely proportional din sa parisukat ng distansya, ngunit sa pagitan ng mga singil, at ang pag-iisip ay hindi sinasadya na lumitaw na mayroong malalim na kahulugan na nakatago sa pattern na ito. Hanggang ngayon, walang sinuman ang nakapag-isip ng gravity at kuryente bilang dalawang magkaibang pagpapakita ng parehong kakanyahan. Ang puwersa dito ay nag-iiba din sa kabaligtaran sa parisukat ng distansya, ngunit ang pagkakaiba sa magnitude ng mga puwersang elektrikal at gravitational ay kapansin-pansin. Sinusubukang itatag ang pangkalahatang katangian ng gravity at elektrisidad, natuklasan namin ang napakahusay na puwersa ng elektrikal kaysa sa mga puwersa ng grabidad na mahirap paniwalaan na pareho ang pinagmulan. Paano mo masasabi na ang isa ay mas makapangyarihan kaysa sa isa? Pagkatapos ng lahat, ang lahat ay nakasalalay sa kung ano ang masa at kung ano ang singil. Kapag tinatalakay kung gaano kalakas ang pagkilos ng gravity, wala kang karapatang sabihin: "Kunin natin ang isang mass ng ganoon at ganoong laki," dahil ikaw mismo ang pumili nito. Ngunit kung kukunin natin kung ano mismo ang iniaalok sa atin ng Kalikasan (kanyang sariling mga numero at sukat, na walang kinalaman sa ating mga pulgada, taon, sa ating mga sukat), pagkatapos ay magagawa nating ihambing. Kumuha kami ng elementarya na sisingilin na particle, tulad ng isang electron. Dalawang elementarya na particle, dalawang electron, dahil sa isang electric charge, ay nagtataboy sa isa't isa sa isang puwersa na inversely proportional sa square ng distansya sa pagitan nila, at dahil sa gravity sila ay naaakit muli sa isa't isa na may puwersa na inversely proportional sa square ng ang distansya. Tanong: Ano ang ratio ng gravitational force sa electrical force? Ang gravity ay sa electrical repulsion bilang isa sa isang numero na may 42 zero. Nagdudulot ito ng pinakamalalim na pagkalito. Saan nanggagaling ang napakalaking bilang? Hinahanap ng mga tao ang malaking koepisyent na ito sa iba pang mga natural na phenomena. Sinusubukan nila ang lahat ng uri ng malalaking numero, at kung kailangan mo ng isang malaking numero, bakit hindi kunin, sabihin nating, ang ratio ng diameter ng Uniberso sa diameter ng isang proton - nakakagulat, ito rin ay isang numero na may 42 na mga zero. At kaya sinasabi nila: marahil ang koepisyent na ito ay katumbas ng ratio ng diameter ng proton sa diameter ng Uniberso? Ito ay isang kawili-wiling ideya, ngunit habang ang Uniberso ay unti-unting lumalawak, ang gravitational constant ay dapat ding magbago. Bagama't hindi pa napapabulaanan ang hypothesis na ito, wala kaming anumang ebidensya na pabor dito. Sa kabaligtaran, ang ilang ebidensya ay nagmumungkahi na ang gravitational constant ay hindi nagbago sa ganitong paraan. Ang malaking bilang na ito ay nananatiling misteryo hanggang ngayon. Kinailangan ni Einstein na baguhin ang mga batas ng grabidad alinsunod sa mga prinsipyo ng relativity. Ang una sa mga prinsipyong ito ay nagsasaad na ang isang distansiyang x ay hindi maaaring madaig kaagad, samantalang ayon sa teorya ni Newton, ang mga puwersa ay kumikilos kaagad. Kinailangan ni Einstein na baguhin ang mga batas ni Newton. Napakaliit ng mga pagbabago at paglilinaw na ito. Ang isa sa mga ito ay ito: dahil ang liwanag ay may enerhiya, ang enerhiya ay katumbas ng masa, at lahat ng masa ay naaakit, ang liwanag ay naaakit din at, samakatuwid, ang pagdaan sa Araw, ay dapat na ilihis. Ganito talaga ang nangyayari. Ang puwersa ng grabidad ay bahagyang binago din sa teorya ni Einstein. Ngunit ang napakaliit na pagbabagong ito sa batas ng grabitasyon ay sapat lamang upang ipaliwanag ang ilan sa mga maliwanag na iregularidad sa paggalaw ng Mercury. Ang mga pisikal na phenomena sa microworld ay napapailalim sa iba't ibang mga batas kaysa sa phenomena sa mundo sa isang malaking sukat. Ang tanong ay lumitaw: paano ipinakikita ng gravity ang sarili sa mundo ng maliliit na kaliskis? Sasagutin ito ng quantum theory of gravity. Ngunit wala pang quantum theory of gravity. Hindi pa masyadong matagumpay ang mga tao sa paglikha ng teorya ng gravity na ganap na naaayon sa mga prinsipyo ng quantum mechanical at sa prinsipyo ng kawalan ng katiyakan. Ang mga puwersa ng gravitational ay inilalarawan ng pinakasimpleng mga batas ng dami. Ngunit sa kabila ng pagiging simple na ito, ang mga pagpapakita ng mga puwersa ng gravitational ay maaaring maging napaka-kumplikado at magkakaibang. Ang mga pakikipag-ugnayan ng gravitational ay inilalarawan ng batas ng unibersal na grabitasyon, na natuklasan ni Newton: Ang mga materyal na punto ay naaakit sa isang puwersa na proporsyonal sa produkto ng kanilang mga masa at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila: Gravitational constant. Ang proportionality coefficient ay tinatawag na gravitational constant. Ang dami na ito ay nagpapakilala sa intensity ng gravitational interaction at isa sa mga pangunahing pisikal na constants. Ang numerong halaga nito ay nakasalalay sa pagpili ng sistema ng mga yunit at sa mga yunit ng SI ay pantay. Mula sa pormula ay malinaw na ang gravitational constant ay numerically katumbas ng puwersa ng pagkahumaling ng dalawang nakabukas na masa ng 1 kg bawat isa, na matatagpuan sa layo mula sa isa't isa. Ang halaga ng gravitational constant ay napakaliit na hindi natin napapansin ang atraksyon sa pagitan ng mga katawan sa paligid natin. Dahil lamang sa napakalaking masa ng Earth, ang pagkahumaling ng mga nakapalibot na katawan patungo sa Earth ay tiyak na nakakaimpluwensya sa lahat ng nangyayari sa paligid natin. kanin. 91. Gravitational interaction Ang formula (1) ay nagbibigay lamang ng modulus ng puwersa ng mutual attraction ng mga point body. Sa katunayan, ito ay tungkol sa dalawang puwersa, dahil ang puwersa ng grabidad ay kumikilos sa bawat isa sa mga nakikipag-ugnayang katawan. Ang mga puwersang ito ay pantay sa magnitude at magkasalungat sa direksyon alinsunod sa ikatlong batas ni Newton. Ang mga ito ay nakadirekta sa isang tuwid na linya na nagkokonekta sa mga punto ng materyal. Ang ganitong mga puwersa ay tinatawag na sentral. Ang expression ng vector, halimbawa, para sa puwersa kung saan kumikilos ang isang katawan ng masa sa isang katawan ng masa (Larawan 91), ay may anyo Kahit na ang radius vectors ng mga materyal na punto ay nakasalalay sa pagpili ng pinagmulan ng mga coordinate, ang kanilang pagkakaiba, at samakatuwid ang puwersa, ay nakasalalay lamang sa kamag-anak na posisyon ng mga nakakaakit na katawan. Mga batas ni Kepler. Ang sikat na alamat ng isang bumabagsak na mansanas, na diumano ay nagbigay kay Newton ng ideya ng gravity, ay hindi dapat seryosohin. Nang itatag ang batas ng unibersal na grabitasyon, si Newton ay nagpatuloy mula sa mga batas ng paggalaw ng mga planeta ng solar system na natuklasan ni Johannes Kepler batay sa mga obserbasyon ng astronomya ni Tycho Brahe. Ang tatlong batas ni Kepler ay nagsasaad: 1. Ang mga trajectory kung saan gumagalaw ang mga planeta ay mga ellipse, kung saan ang Araw ay nasa isa sa mga foci. 2. Ang radius vector ng planeta, na iginuhit mula sa Araw, ay tumatawid sa pantay na mga lugar ng oras. 3. Para sa lahat ng mga planeta, ang ratio ng square ng orbital period sa kubo ng semimajor axis ng elliptical orbit ay may parehong halaga. Ang mga orbit ng karamihan sa mga planeta ay hindi gaanong naiiba sa mga pabilog. Para sa pagiging simple, isasaalang-alang namin ang mga ito nang eksakto pabilog. Hindi ito sumasalungat sa unang batas ni Kepler, dahil ang isang bilog ay isang espesyal na kaso ng isang ellipse kung saan ang parehong foci ay nag-tutugma. Ayon sa ikalawang batas ni Kepler, ang planeta ay gumagalaw sa isang pabilog na landas nang pantay, iyon ay, na may pare-parehong bilis sa ganap na halaga. Bukod dito, ang ikatlong batas ni Kepler ay nagsasaad na ang ratio ng parisukat ng orbital period T sa kubo ng radius ng isang pabilog na orbit ay pareho para sa lahat ng mga planeta: Ang isang planeta na gumagalaw sa isang bilog sa isang pare-pareho ang bilis ay may isang centripetal acceleration katumbas ng Gamitin natin ito upang matukoy ang puwersa na nagbibigay ng ganoong acceleration sa planeta kapag ang kondisyon (3) ay natugunan. Ayon sa pangalawang batas ni Newton, ang acceleration ng isang planeta ay katumbas ng ratio ng puwersa na kumikilos dito sa masa ng planeta: Mula dito, isinasaalang-alang ang ikatlong batas ni Kepler (3), madaling itatag kung paano nakasalalay ang puwersa sa masa ng planeta at sa radius ng pabilog na orbit nito. Ang pagpaparami sa magkabilang panig ng (4) sa pamamagitan ng makikita natin na sa kaliwang bahagi, ayon sa (3), ang halaga ay pareho para sa lahat ng mga planeta. Nangangahulugan ito na ang kanang bahagi, pantay, ay pareho para sa lahat ng mga planeta. Samakatuwid, iyon ay, ang puwersa ng gravitational ay inversely proportional sa parisukat ng distansya mula sa Araw at direktang proporsyonal sa masa ng planeta. Ngunit ang Araw at ang planeta ay kumikilos sa kanilang gravitational pakikipag-ugnayan bilang pantay na kasosyo. Sila ay naiiba sa isa't isa lamang sa masa. At dahil ang puwersa ng pagkahumaling ay proporsyonal sa masa ng planeta, dapat itong proporsyonal sa masa ng Araw M: Sa pamamagitan ng pagpapasok sa formula na ito ng koepisyent ng proporsyonalidad G, na hindi na dapat umasa sa alinman sa masa ng mga nakikipag-ugnayang katawan o ang distansya sa pagitan ng mga ito, nakarating tayo sa batas ng unibersal na grabitasyon (1). Gravitational field. Ang gravitational interaction ng mga katawan ay mailalarawan gamit ang konsepto ng gravitational field. Ang pagbabalangkas ni Newton ng batas ng unibersal na grabitasyon ay tumutugma sa ideya ng direktang pagkilos ng mga katawan sa bawat isa sa isang distansya, ang tinatawag na long-range na aksyon, nang walang anumang pakikilahok ng isang intermediate medium. Sa modernong pisika, pinaniniwalaan na ang paghahatid ng anumang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga katawan ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga patlang na nilikha ng mga katawan na ito. Ang isa sa mga katawan ay hindi direktang kumikilos sa isa pa, binibigyan nito ang puwang na nakapalibot dito ng ilang mga katangian - lumilikha ito ng isang gravitational field, isang espesyal na materyal na kapaligiran, na nakakaapekto sa kabilang katawan. Ang ideya ng isang pisikal na gravitational field ay gumaganap ng parehong aesthetic at napaka-praktikal na mga function. Ang mga puwersa ng gravity ay kumikilos sa malayo, humihila sila kung saan halos hindi natin makita kung ano ang eksaktong hinihila. Ang force field ay ilang uri ng abstraction na pumapalit sa mga hook, ropes o elastic band para sa atin. Imposibleng magbigay ng anumang visual na larawan ng larangan, dahil ang mismong konsepto ng isang pisikal na larangan ay isa sa mga pangunahing konsepto na hindi matukoy sa pamamagitan ng iba, mas simpleng mga konsepto. Maaari lamang ilarawan ng isa ang mga katangian nito. Isinasaalang-alang ang kakayahan ng gravitational field na lumikha ng puwersa, naniniwala kami na ang field ay nakasalalay lamang sa katawan kung saan kumikilos ang puwersa, at hindi nakasalalay sa katawan kung saan ito kumikilos. Tandaan na sa loob ng balangkas ng mga klasikal na mekanika (Newtonian mechanics), ang parehong mga ideya - tungkol sa long-range na aksyon at pakikipag-ugnayan sa pamamagitan ng isang gravitational field - ay humahantong sa parehong mga resulta at pantay na wasto. Ang pagpili ng isa sa mga pamamaraan ng paglalarawan na ito ay tinutukoy lamang sa pamamagitan ng mga pagsasaalang-alang sa kaginhawahan. Lakas ng gravitational field. Ang katangian ng puwersa ng isang gravitational field ay ang intensity nito na sinusukat ng puwersa na kumikilos sa isang materyal na punto ng unit mass, ibig sabihin, ang ratio Malinaw na ang gravitational field na nilikha ng point mass M ay may spherical symmetry. Nangangahulugan ito na ang intensity vector sa anumang punto ay nakadirekta patungo sa mass M, na lumilikha ng field. Ang field strength modulus, tulad ng sumusunod mula sa batas ng unibersal na grabitasyon (1), ay katumbas ng at depende lamang sa distansya sa pinagmulan ng field. Ang lakas ng field ng isang point mass ay bumababa sa distansya ayon sa inverse square law. Sa ganitong mga larangan, ang paggalaw ng mga katawan ay nangyayari alinsunod sa mga batas ni Kepler. Prinsipyo ng superposisyon. Ipinapakita ng karanasan na ang mga patlang ng gravitational ay nakakatugon sa prinsipyo ng superposisyon. Ayon sa prinsipyong ito, ang gravitational field na nilikha ng anumang masa ay hindi nakasalalay sa pagkakaroon ng iba pang masa. Ang lakas ng field na nilikha ng ilang katawan ay katumbas ng vector sum ng mga lakas ng field na nilikha ng mga katawan na ito nang paisa-isa. Ang prinsipyo ng superposition ay nagpapahintulot sa isa na kalkulahin ang mga patlang ng gravitational na nilikha ng mga pinahabang katawan. Upang gawin ito, kailangan mong hatiin ang katawan sa mga indibidwal na elemento, na maaaring ituring na materyal na mga punto, at hanapin ang kabuuan ng vector ng mga lakas ng field na nilikha ng mga elementong ito. Gamit ang prinsipyo ng superposition, maipapakita na ang gravitational field na nilikha ng isang bola na may spherically symmetrical mass distribution (sa partikular, isang homogenous na bola), sa labas ng bolang ito, ay hindi nakikilala mula sa gravitational field ng isang materyal na punto ng parehong mass bilang bola, inilagay sa gitna ng bola. Nangangahulugan ito na ang intensity ng gravitational field ng bola ay ibinibigay ng parehong formula (6). Ang simpleng resultang ito ay ibinigay dito nang walang patunay. Ito ay ibibigay para sa kaso ng electrostatic na pakikipag-ugnayan kapag isinasaalang-alang ang field ng isang sisingilin na bola, kung saan ang puwersa ay bumababa din sa kabaligtaran na proporsyon sa parisukat ng distansya. Pag-akit ng mga spherical na katawan. Gamit ang resultang ito at ang paggamit ng ikatlong batas ni Newton, maipapakita na ang dalawang bola na may spherically simetriko na distribusyon ng mga masa ay naaakit sa isa't isa na para bang ang kanilang mga masa ay puro sa kanilang mga sentro, ibig sabihin, bilang mga point mass. Ipakita natin ang kaukulang patunay. Hayaang mag-akit ang dalawang bola na may masa sa isa't isa nang may puwersa (Larawan 92a). Kung papalitan mo ang unang bola ng isang point mass (Fig. 92b), kung gayon ang gravitational field na nilikha nito sa lokasyon ng pangalawang bola ay hindi magbabago at, samakatuwid, ang puwersa na kumikilos sa pangalawang bola ay hindi magbabago. Batay sa pangatlo Batas ni Newton, mula dito maaari nating tapusin na ang pangalawang bola ay kumikilos na may parehong puwersa sa parehong unang bola at ang materyal na punto na pinapalitan ito. Ang puwersang ito ay madaling mahanap, isinasaalang-alang na ang gravitational field na nilikha ng pangalawang bola ay nasa ang lugar kung saan matatagpuan ang unang bola , hindi makilala mula sa field ng isang point mass na inilagay sa gitna nito (Larawan 92c). kanin. 92. Ang mga spherical na katawan ay naaakit sa isa't isa na parang ang kanilang mga masa ay puro sa kanilang mga sentro Kaya, ang puwersa ng pagkahumaling ng mga bola ay tumutugma sa puwersa ng pagkahumaling ng dalawang puntong masa at ang distansya sa pagitan ng mga ito ay katumbas ng distansya sa pagitan ng mga sentro ng mga bola. Ang halimbawang ito ay malinaw na nagpapakita ng praktikal na halaga ng konsepto ng isang gravitational field. Sa katunayan, magiging lubhang nakakaabala na ilarawan ang puwersang kumikilos sa isa sa mga bola bilang isang vector sum ng mga puwersang kumikilos sa mga indibidwal na elemento nito, na isinasaalang-alang na ang bawat isa sa mga puwersang ito, naman, ay kumakatawan sa vector sum ng pakikipag-ugnayan. pwersa ng elementong ito kasama ang lahat ng mga elemento kung saan dapat nating sirain sa isip ang pangalawang bola. Bigyang-pansin din natin ang katotohanan na sa proseso ng patunay sa itaas ay halili nating isinasaalang-alang ang unang isang bola at pagkatapos ay isa pa bilang isang mapagkukunan ng gravitational field, depende sa kung interesado tayo sa puwersa na kumikilos sa isa o sa iba pang bola. Ngayon ay malinaw na ang anumang katawan ng masa na matatagpuan malapit sa ibabaw ng Earth na ang mga linear na dimensyon ay maliit kumpara sa radius ng Earth ay kumikilos sa pamamagitan ng puwersa ng grabidad, na, alinsunod sa (5), ay maaaring isulat bilang Ang halaga ng modulus ng intensity ng gravitational field ng Earth ay ibinibigay sa pamamagitan ng expression (6), kung saan ang M ay dapat na maunawaan bilang ang masa ng globo, at sa halip ay ang radius ng Earth ay dapat palitan. Upang mailapat ang formula (7), hindi kinakailangang isaalang-alang ang Earth bilang isang homogenous na bola; sapat na ang distribusyon ng mga masa ay spherically simetriko. Libreng pagkahulog. Kung ang isang katawan na malapit sa ibabaw ng Earth ay gumagalaw lamang sa ilalim ng impluwensya ng grabidad, ibig sabihin, malayang bumabagsak, kung gayon ang pagbilis nito, ayon sa ikalawang batas ni Newton, ay katumbas ng Ngunit ang kanang bahagi ng (8) ay nagbibigay ng halaga ng intensity ng gravitational field ng Earth malapit sa ibabaw nito. Kaya, ang intensity ng gravitational field at ang acceleration ng gravity sa field na ito ay iisa at pareho. Kaya naman agad naming itinalaga ang mga dami na ito sa isang titik Pagtimbang sa Lupa. Pag-isipan natin ngayon ang tanong ng eksperimental na pagpapasiya ng halaga ng gravitational constant.Una sa lahat, tandaan natin na hindi ito matatagpuan mula sa astronomical observations. Sa katunayan, mula sa mga obserbasyon ng paggalaw ng mga planeta ay mahahanap lamang ang produkto ng gravitational constant at ang masa ng Araw. Mula sa mga obserbasyon sa paggalaw ng Buwan, mga artipisyal na satellite ng Earth, o ang libreng pagbagsak ng mga katawan malapit sa ibabaw ng Earth, tanging ang produkto ng gravitational constant at ang masa ng Earth ang matatagpuan. Upang matukoy ito, kinakailangan upang makapag-iisa na sukatin ang masa ng pinagmulan ng gravitational field. Magagawa lamang ito sa mga eksperimento na isinasagawa sa mga kondisyon ng laboratoryo. kanin. 93. Scheme ng Cavendish experiment Ang ganitong eksperimento ay unang isinagawa ni Henry Cavendish gamit ang mga balanse ng pamamaluktot, sa mga dulo ng sinag kung saan ang mga maliliit na bola ng tingga ay nakakabit (Larawan 93). Ang malalaking mabibigat na bola ay naayos malapit sa kanila. Sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng pang-akit ng maliliit na bola sa malalaki, ang rocker arm ng balanse ng pamamaluktot ay bahagyang lumiko, at ang puwersa ay sinusukat sa pamamagitan ng pag-twist ng nababanat na sinulid ng suspensyon. Upang bigyang-kahulugan ang karanasang ito, mahalagang malaman na ang mga bola ay nakikipag-ugnayan sa parehong paraan tulad ng kaukulang mga punto ng materyal ng parehong masa, dahil dito, hindi katulad ng mga planeta, ang mga sukat ng mga bola ay hindi maaaring ituring na maliit kumpara sa distansya sa pagitan nila. Sa kanyang mga eksperimento, nakakuha si Cavendish ng isang halaga para sa gravitational constant na bahagyang naiiba lamang sa kasalukuyang tinatanggap. Sa modernong mga pagbabago ng eksperimento sa Cavendish, ang mga acceleration na ibinibigay sa maliliit na bola sa isang rocker ng gravitational field ng mabibigat na bola ay sinusukat, na ginagawang posible upang madagdagan ang katumpakan ng mga sukat. Ang kaalaman sa gravitational constant ay ginagawang posible upang matukoy ang mga masa ng Earth, ang Araw at iba pang pinagmumulan ng gravity sa pamamagitan ng pagmamasid sa paggalaw ng mga katawan sa mga gravitational field na kanilang nilikha. Sa ganitong diwa, ang eksperimento ni Cavendish ay minsan ay matalinghagang tinatawag na pagtimbang ng Earth. Ang unibersal na grabidad ay inilalarawan ng isang napakasimpleng batas, na, gaya ng nakita natin, ay madaling maitatag batay sa mga batas ni Kepler. Ano ang kadakilaan ng pagtuklas ni Newton? Nilalaman nito ang ideya na ang pagbagsak ng isang mansanas sa Earth at ang paggalaw ng Buwan sa paligid ng Earth, na sa isang tiyak na kahulugan ay kumakatawan din sa pagbagsak sa Earth, ay may isang karaniwang dahilan. Noong mga panahong iyon, ito ay isang kamangha-manghang kaisipan, yamang ang karaniwang karunungan ay nagsabi na ang mga bagay sa kalangitan ay gumagalaw ayon sa kanilang “perpektong” batas, at ang mga bagay sa lupa ay sumusunod sa “makamundong” mga tuntunin. Si Newton ay dumating sa ideya na ang magkatulad na mga batas ng kalikasan ay may bisa para sa buong Uniberso. Magpasok ng isang yunit ng puwersa na sa batas ng unibersal na grabitasyon (1) ang halaga ng gravitational constant C ay katumbas ng isa. Ihambing ang yunit ng puwersa na ito sa newton. Mayroon bang mga paglihis mula sa mga batas ni Kepler para sa mga planeta ng solar system? Ano ang mga ito dahil sa? Paano natin maitatag ang pag-asa ng gravitational force sa distansya mula sa mga batas ni Kepler? Bakit hindi matukoy ang gravitational constant batay sa astronomical observations? Ano ang gravitational field? Anong mga pakinabang ang ibinibigay ng paglalarawan ng gravitational interaction gamit ang field concept kumpara sa konsepto ng long-range action? Ano ang prinsipyo ng superposition para sa gravitational field? Ano ang masasabi tungkol sa gravitational field ng isang homogenous na bola? Paano nauugnay ang intensity ng gravitational field at ang acceleration ng gravity sa isa't isa? Kalkulahin ang mass ng Earth M gamit ang mga halaga ng gravitational constant ng radius km ng Earth at ang acceleration dahil sa gravity Geometry at gravity. Ang ilang mga banayad na punto ay nauugnay sa simpleng pormula ng batas ng unibersal na grabitasyon (1) na nararapat sa hiwalay na talakayan. Mula sa mga batas ni Kepler ito ay sumusunod, na ang distansya sa denominator ng expression para sa puwersa ng grabidad ay pumapasok sa pangalawang kapangyarihan. Ang buong hanay ng mga astronomical na obserbasyon ay humahantong sa konklusyon na ang halaga ng exponent ay katumbas ng dalawa na may napakataas na katumpakan, ibig sabihin Ang katotohanang ito ay lubhang kapansin-pansin: ang eksaktong pagkakapantay-pantay ng exponent sa dalawa ay sumasalamin sa Euclidean na kalikasan ng tatlong-dimensional na pisikal na espasyo. . Nangangahulugan ito na ang posisyon ng mga katawan at ang distansya sa pagitan ng mga ito sa kalawakan, ang pagdaragdag ng mga paggalaw ng mga katawan, atbp ay inilarawan ng Euclidean geometry. Ang eksaktong pagkakapantay-pantay ng dalawang exponent ay binibigyang-diin ang katotohanan na sa three-dimensional na Euclidean na mundo ang ibabaw ng isang globo ay eksaktong proporsyonal sa parisukat ng radius nito. Inertial at gravitational mass. Mula sa itaas na derivation ng batas ng grabitasyon ay sumusunod din na ang puwersa ng gravitational interaction sa pagitan ng mga katawan ay proporsyonal sa kanilang mga masa, o mas tiyak, sa mga inertial na masa na lumilitaw sa ikalawang batas ni Newton at naglalarawan ng mga inertial na katangian ng mga katawan. Ngunit ang pagkawalang-galaw at ang kakayahang sumailalim sa mga pakikipag-ugnayan ng gravitational ay ganap na magkakaibang mga katangian ng bagay. Sa pagtukoy ng masa batay sa mga inertial na katangian, ginagamit ang batas. Ang pagsukat ng masa alinsunod sa kahulugan na ito ay nangangailangan ng isang dynamic na eksperimento - isang kilalang puwersa ay inilapat at ang acceleration ay sinusukat. Ito ay kung paano ginagamit ang mga mass spectrometer upang matukoy ang mga masa ng mga sisingilin na elementarya na mga particle at ion (at sa gayon ay mga atomo). Sa pagtukoy ng masa batay sa kababalaghan ng grabidad, ginagamit ang batas.Ang pagsukat ng masa alinsunod sa kahulugang ito ay isinasagawa gamit ang isang static na eksperimento - pagtimbang. Ang mga katawan ay inilalagay nang hindi gumagalaw sa isang gravitational field (karaniwan ay ang field ng Earth) at ang gravitational forces na kumikilos sa kanila ay inihahambing. Ang masa na tinukoy sa ganitong paraan ay tinatawag na mabigat o gravitational. Magiging pareho ba ang mga halaga ng inertial at gravitational mass? Pagkatapos ng lahat, ang mga quantitative measure ng mga katangiang ito ay maaaring, sa prinsipyo, ay naiiba. Ang sagot sa tanong na ito ay unang ibinigay ni Galileo, bagaman maliwanag na hindi niya ito nalalaman. Sa kanyang mga eksperimento, nilayon niyang patunayan na hindi tama ang nangingibabaw na pahayag ni Aristotle na ang mabibigat na katawan ay mas mabilis mahulog kaysa sa magaan. Upang mas mahusay na masundan ang pangangatwiran, tukuyin natin ang inertial mass ng at ang gravitational mass ng Sa ibabaw ng Earth, ang gravity ay isusulat bilang nasaan ang intensity ng gravitational field ng Earth, pareho para sa lahat ng mga katawan. Ngayon ihambing natin kung ano ang mangyayari kung ang dalawang katawan ay sabay-sabay na bumaba mula sa parehong taas. Alinsunod sa ikalawang batas ni Newton, para sa bawat katawan ay maaari nating isulat Ngunit ipinapakita ng karanasan na ang mga acceleration ng parehong katawan ay pareho. Dahil dito, ang relasyon ay magiging pareho para sa kanila. Kaya, para sa lahat ng katawan Ang gravitational mass ng mga katawan ay proporsyonal sa kanilang inertial mass. Sa pamamagitan ng tamang pagpili ng mga yunit maaari silang gawing pantay lamang. Ang pagkakaisa ng mga halaga ng inertial at gravitational mass ay nakumpirma ng maraming beses na may pagtaas ng katumpakan sa iba't ibang mga eksperimento ng mga siyentipiko ng iba't ibang panahon - Newton, Bessel, Eotvos, Dicke at, sa wakas, Braginsky at Panov, na nagdala ng kamag-anak na error sa pagsukat sa . Upang mas mahusay na isipin ang sensitivity ng mga instrumento sa naturang mga eksperimento, tandaan namin na ito ay katumbas ng kakayahang makita ang isang pagbabago sa masa ng isang barkong de-motor na may pag-aalis ng isang libong tonelada sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang milligram dito. Sa Newtonian mechanics, ang pagkakaisa ng mga halaga ng inertial at gravitational mass ay walang pisikal na dahilan at sa ganitong kahulugan ay random. Isa lamang itong pang-eksperimentong katotohanang itinatag na may napakataas na katumpakan. Kung ito ay hindi gayon, ang Newtonian mechanics ay hindi magdurusa. Sa relativistic theory of gravity na nilikha ni Einstein, na tinatawag ding general theory of relativity, ang pagkakapantay-pantay ng inertial at gravitational mass ay may pundamental na kahalagahan at sa una ay inilatag sa batayan ng teorya. Iminungkahi ni Einstein na walang nakakagulat o hindi sinasadya sa pagkakataong ito, dahil sa katotohanan ang inertial at gravitational mass ay kumakatawan sa parehong pisikal na dami. Bakit ang halaga ng exponent kung saan ang distansya sa pagitan ng mga katawan ay kasama sa batas ng unibersal na grabitasyon ay nauugnay sa Euclideanity ng three-dimensional na pisikal na espasyo? Paano tinutukoy ang inertial at gravitational mass sa Newtonian mechanics? Bakit ang ilang mga libro ay hindi man lang binanggit ang mga dami, ngunit ipinapakita lamang ang masa ng katawan? Ipagpalagay natin na sa ilang mundo ang gravitational mass ng mga katawan ay hindi nauugnay sa kanilang inertial mass. Ano ang maaaring maobserbahan kapag ang iba't ibang mga katawan ay malayang nahuhulog sa parehong oras? Anong mga phenomena at eksperimento ang nagpapahiwatig ng proporsyonalidad ng inertial at gravitational mass? Ayon sa mga batas ni Newton, ang isang katawan ay maaaring gumalaw nang may bilis lamang sa ilalim ng impluwensya ng puwersa. kasi Ang mga bumabagsak na katawan ay gumagalaw na may acceleration na nakadirekta pababa, pagkatapos ay kikilos sila ng puwersa ng gravity patungo sa Earth. Ngunit hindi lamang ang Earth ang may ari-arian na kumikilos sa lahat ng mga katawan na may puwersa ng grabidad. Iminungkahi ni Isaac Newton na mayroong mga puwersa ng gravitational sa pagitan ng lahat ng mga katawan. Ang mga puwersang ito ay tinatawag pwersa ng unibersal na grabidad o gravitational pwersa. Ang pagpapalawak ng itinatag na mga pattern - ang pag-asa ng puwersa ng pagkahumaling ng mga katawan sa Earth sa mga distansya sa pagitan ng mga katawan at sa masa ng mga nakikipag-ugnay na katawan, na nakuha bilang isang resulta ng mga obserbasyon - natuklasan ni Newton noong 1682. batas ng unibersal na grabitasyon:Ang lahat ng mga katawan ay umaakit sa bawat isa, ang puwersa ng unibersal na grabitasyon ay direktang proporsyonal sa produkto ng mga masa ng mga katawan at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila: Ang mga vector ng unibersal na puwersa ng gravitational ay nakadirekta sa tuwid na linya na nagkokonekta sa mga katawan. Ang proportionality factor G ay tinatawag gravitational constant (unibersal na gravity constant) at katumbas ng Grabidad Ang gravitational force na kumikilos sa lahat ng mga katawan mula sa Earth ay tinatawag na: Hayaan Timbang ng katawan - ang puwersa kung saan ang isang katawan ay nagdiin sa isang suporta o suspensyon dahil sa pagkahumaling ng katawan na ito sa lupa. Ang bigat ng katawan ay inilapat sa suporta (suspensyon). Ang dami ng timbang ng katawan ay depende sa kung paano gumagalaw ang katawan na may suporta (suspensyon). Timbang ng katawan, i.e. ang puwersa kung saan ang katawan ay kumikilos sa suporta at ang nababanat na puwersa kung saan ang suporta ay kumikilos sa katawan, alinsunod sa ikatlong batas ni Newton, ay pantay sa ganap na halaga at kabaligtaran sa direksyon. Kung ang isang katawan ay nakapahinga sa isang pahalang na suporta o gumagalaw nang pantay, tanging ang gravity at ang nababanat na puwersa mula sa suporta ay kumikilos dito, samakatuwid ang bigat ng katawan ay katumbas ng gravity (ngunit ang mga puwersang ito ay inilalapat sa iba't ibang mga katawan): Sa pinabilis na paggalaw, ang bigat ng katawan ay hindi magiging katumbas ng puwersa ng grabidad. Isaalang-alang natin ang paggalaw ng isang katawan ng mass m sa ilalim ng impluwensya ng gravity at elasticity na may acceleration. Ayon sa 2nd law ni Newton: Kung ang acceleration ng isang katawan ay nakadirekta pababa, kung gayon ang bigat ng katawan ay mas mababa kaysa sa puwersa ng grabidad; kung ang acceleration ng isang katawan ay nakadirekta paitaas, kung gayon ang lahat ng mga katawan ay mas malaki kaysa sa puwersa ng grabidad. Ang pagtaas sa timbang ng katawan na dulot ng pinabilis na paggalaw ng isang suporta o suspensyon ay tinatawag labis na karga. Kung ang isang katawan ay malayang bumagsak, pagkatapos ay mula sa formula * ito ay sumusunod na ang bigat ng katawan ay zero. Ang pagkawala ng timbang kapag ang suporta ay gumagalaw sa pagbilis ng libreng pagkahulog ay tinatawag kawalan ng timbang. Ang estado ng kawalan ng timbang ay sinusunod sa isang eroplano o spacecraft kapag ito ay gumagalaw nang may acceleration ng gravity, anuman ang bilis ng paggalaw nito. Sa labas ng kapaligiran ng Earth, kapag ang mga jet engine ay pinatay, tanging ang puwersa ng unibersal na gravity ang kumikilos sa spacecraft. Sa ilalim ng impluwensya ng puwersang ito, ang sasakyang pangkalawakan at lahat ng mga katawan sa loob nito ay gumagalaw nang may parehong bilis; samakatuwid, ang kababalaghan ng kawalan ng timbang ay sinusunod sa barko. Kung ang module ng paggalaw ng katawan ay mas mababa kaysa sa distansya sa gitna ng Earth, maaari nating isaalang-alang ang puwersa ng unibersal na grabidad sa panahon ng paggalaw upang maging pare-pareho, at ang paggalaw ng katawan ay pantay na pinabilis. Ang pinakasimpleng kaso ng paggalaw ng katawan sa ilalim ng impluwensya ng grabidad ay ang libreng pagkahulog na may zero na paunang bilis. Sa kasong ito, ang katawan ay gumagalaw na may libreng pagbagsak ng acceleration patungo sa gitna ng Earth. Kung mayroong isang paunang bilis na hindi nakadirekta nang patayo, pagkatapos ay gumagalaw ang katawan sa isang hubog na landas (parabola, kung hindi isinasaalang-alang ang paglaban ng hangin). Sa isang tiyak na paunang bilis, ang isang katawan na itinapon nang tangential sa ibabaw ng Earth, sa ilalim ng impluwensya ng gravity sa kawalan ng isang kapaligiran, ay maaaring gumalaw sa isang bilog sa paligid ng Earth nang hindi nahuhulog dito o lumalayo mula dito. Ang bilis na ito ay tinatawag unang bilis ng pagtakas, at ang isang katawan na gumagalaw sa ganitong paraan ay artificial earth satellite (AES). Alamin natin ang unang bilis ng pagtakas para sa Earth. Kung ang isang katawan, sa ilalim ng impluwensya ng gravity, ay gumagalaw sa paligid ng Earth nang pantay sa isang bilog, kung gayon ang acceleration ng gravity ay ang centripetal acceleration nito: Kaya ang unang bilis ng pagtakas ay katumbas ng Ang unang bilis ng pagtakas para sa anumang celestial body ay tinutukoy sa parehong paraan. Ang acceleration ng gravity sa layo na R mula sa gitna ng isang celestial body ay matatagpuan gamit ang pangalawang batas ni Newton at ang batas ng unibersal na grabitasyon: Dahil dito, ang unang bilis ng pagtakas sa layo na R mula sa gitna ng isang celestial body na may mass M ay katumbas ng Upang ilunsad ang isang artipisyal na satellite sa low-Earth orbit, kailangan muna itong alisin sa atmospera. Samakatuwid, ang mga sasakyang pangkalawakan ay inilunsad nang patayo. Sa taas na 200 - 300 km mula sa ibabaw ng Earth, kung saan bihira ang atmospera at halos walang epekto sa paggalaw ng satellite, lumiliko ang rocket at ibinibigay sa satellite ang unang bilis ng pagtakas nito sa direksyong patayo sa patayo. . Ang ika-16 - ika-17 siglo ay marapat na tawagin ng marami sa pinakamaluwalhating panahon sa mundo. Sa panahong ito na ang mga pundasyon ay higit na inilatag, kung wala ang karagdagang pag-unlad ng agham na ito ay hindi maiisip. Si Copernicus, Galileo, Kepler ay gumawa ng isang mahusay na trabaho sa pagtatatag ng pisika bilang isang agham na makakasagot sa halos anumang tanong. Ang pagkakahiwalay sa isang buong serye ng mga pagtuklas ay ang batas ng unibersal na grabitasyon, ang pangwakas na pormulasyon na pagmamay-ari ng namumukod-tanging siyentipikong Ingles na si Isaac Newton. Ang pangunahing kahalagahan ng gawain ng siyentipikong ito ay hindi nakasalalay sa kanyang pagtuklas ng puwersa ng unibersal na grabitasyon - parehong sina Galileo at Kepler ay nagsalita tungkol sa pagkakaroon ng dami na ito bago pa man si Newton, ngunit sa katotohanan na siya ang unang nagpatunay na ang parehong pwersa ay kumikilos. kapwa sa Earth at sa outer space.parehong pwersa ng interaksyon sa pagitan ng mga katawan. Kinumpirma ni Newton sa pagsasanay at teoretikal na pinatunayan ang katotohanan na ganap na lahat ng mga katawan sa Uniberso, kabilang ang mga matatagpuan sa Earth, ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Ang pakikipag-ugnayang ito ay tinatawag na gravitational, habang ang proseso ng unibersal na grabitasyon mismo ay tinatawag na gravitation. Ang puwersa ng unibersal na grabitasyon, ang kahulugan at pormulasyon na ibinigay, ay direktang umaasa sa produkto ng mga masa ng mga nakikipag-ugnayang katawan, at inversely na umaasa sa parisukat ng distansya sa pagitan ng mga bagay na ito. Ayon sa opinyon ni Newton, na hindi maikakaila na kinumpirma ng praktikal na pananaliksik, ang puwersa ng unibersal na grabidad ay matatagpuan ayon sa sumusunod na pormula: Sa loob nito, ang partikular na kahalagahan ay ang gravitational constant G, na humigit-kumulang katumbas ng 6.67*10-11(N*m2)/kg2. Ang puwersa ng unibersal na gravity kung saan ang mga katawan ay naaakit sa Earth ay isang espesyal na kaso ng batas ni Newton at tinatawag na gravity. Sa kasong ito, ang gravitational constant at ang masa ng Earth mismo ay maaaring mapabayaan, kaya ang formula para sa paghahanap ng puwersa ng grabidad ay magiging ganito: Dito ang g ay walang iba kundi isang acceleration na ang numerical value ay humigit-kumulang katumbas ng 9.8 m/s2. Ipinapaliwanag ng batas ni Newton hindi lamang ang mga prosesong direktang nagaganap sa Earth, sinasagot nito ang maraming tanong na may kaugnayan sa istruktura ng buong solar system. Sa partikular, ang puwersa ng unibersal na grabitasyon ay may mapagpasyang impluwensya sa paggalaw ng mga planeta sa kanilang mga orbit. Ang isang teoretikal na paglalarawan ng kilusang ito ay ibinigay ni Kepler, ngunit ang pagbibigay-katwiran nito ay naging posible lamang pagkatapos na balangkasin ni Newton ang kanyang tanyag na batas. Ikinonekta mismo ni Newton ang phenomena ng terrestrial at extraterrestrial gravity gamit ang isang simpleng halimbawa: kapag pinaputok, hindi ito lumipad nang diretso, ngunit kasama ang isang arcuate trajectory. Bukod dito, sa pagtaas ng singil ng pulbura at ang masa ng core, ang huli ay lilipad nang higit pa at higit pa. Sa wakas, kung ipagpalagay natin na posible na makakuha ng napakaraming pulbura at gumawa ng gayong kanyon upang ang bola ng kanyon ay lumipad sa buong mundo, kung gayon, sa paggawa ng paggalaw na ito, hindi ito titigil, ngunit magpapatuloy sa pabilog (ellipsoidal) na paggalaw nito, nagiging isang artipisyal. Bilang kinahinatnan, ang puwersa ng unibersal na grabidad ay pareho sa kalikasan kapwa sa Earth at sa outer space.
kung saan ang k ay ang tigas ng katawan (N/m) ay depende sa hugis at sukat ng katawan, gayundin sa materyal.11. Momentum ng isang sistema ng mga materyal na puntos. Equation ng paggalaw ng sentro ng masa. Impulse at ang koneksyon nito sa puwersa. Mga banggaan at puwersang salpok. Batas ng konserbasyon ng momentum.
"
- At binibitin namin ang lahat ayon sa isang batas - ang batas ng Universal Gravity.Batas ng grabidad
Direksyon ng grabidad
Ang pangunahing bagay na dapat tandaan
.
.
ay ang masa ng Earth, at 
- radius ng Earth. Isaalang-alang natin ang pag-asa ng acceleration ng free fall sa taas ng pagtaas sa ibabaw ng Earth:
Timbang ng katawan. Kawalan ng timbang
.
Ang paggalaw ng isang katawan sa ilalim ng impluwensya ng grabidad. Paggalaw ng mga artipisyal na satellite. Unang bilis ng pagtakas
.
.
.
.
Ang interaksyon na ito ay nangyayari sa pagitan ng mga katawan dahil mayroong isang espesyal, iba't ibang uri ng bagay, na sa agham ay tinatawag na gravitational field. Ang patlang na ito ay umiiral at nagpapatakbo sa paligid ng ganap na anumang bagay, at walang proteksyon mula dito, dahil mayroon itong natatanging kakayahan na tumagos sa anumang mga materyales.
