Grabidad - unsa man kini? Ang puwersa sa grabidad. grabidad Yuta

Sa katawhan sukad pa sa karaang panahon naghunahuna kon sa unsang paagi sa kalibutan nga naglibut kanato. Nganong sa balili motubo, nganong ang adlaw modan-ag, nganong kita dili molupad ... Ang ulahing, incidentally, mao ang kanunay nga partikular nga interesado sa mga tawo. Karon kita nahibalo nga ang hinungdan sa tanan nga mga butang - grabidad. Unsa kini, ug ngano nga kini nga panghitabo mao ang importante kaayo sa sa timbangan sa uniberso, kita sa pagsusi sa karon.

prodrome

Nakaplagan sa mga tigdukiduki nga ang tanan nga kaylap nga mga lawas makasinati sa usa ka sa usag usa nga atraksyon ngadto sa usag usa. Sa ulahi kini mibalik nga kini misteryosong nga pwersa hinungdan sa kalihukan sa celestial nga mga lawas ug sa ilang mga permanente nga mga agianan. Sa mao gihapon nga teoriya sa grabidad formulated katalagsaon Isaac Nyuton, kansang mga pangagpas nga gitino nang daan sa kalamboan sa pisika alang sa daghang mga siglo sa nga moabut. Og ug nagpadayon (bisan sa usa ka bug-os nga lain-laing mga direksyon) mao ang usa ka siyentista Albert Einstein - usa sa mga labing dako nga mga hunahuna sa katapusan nga siglo.

Sulod sa daghang siglo, ang mga siyentipiko naobserbahan sa atraksyon, nga naningkamot sa pagsabot ug sukda kini. Sa kataposan, gibutang sa pag-alagad sa katawhan sa milabay nga pipila ka dekada (sa pipila diwa, siyempre) bisan sa maong butang sama grabidad. Unsa kini, unsa ang kahulugan sa termino sa ilalum sa konsiderasyon sa modernong siyensiya?

siyentipikanhong kahulugan

Kon imong susihon sa mga sinulat sa karaang mga pilosopo, kini mao ang posible nga sa pagpangita sa nga ang Latin nga pulong "ang mga gravitas" nagpasabut nga "ang kagul-anan", "attraction". Karon, ang mga siyentipiko nga gitawag sa mga universal ug kanunay nga interaction tali sa materyal nga mga lawas. Kon puwersa sa niini nga mao ang medyo huyang ug ang balido lamang alang sa mga butang nga pagbalhin kamahinungdanon hinay pa kay sa sa speed sa kahayag, kini mao ang magamit sa kanila ni Newton teoriya. Kon kini dili mao ang kaso, kamo kinahanglan nga mogamit sa sa mga findings sa Einstein.

Sinugdan: pagkakaron, ang kinaiyahan sa grabidad dili hingpit nga masabtan sa baruganan. Unsa kini, atong buhaton sa gihapon dili sa bug-os karon.

Ang mga teoriya ni Newton ug sa Einstein

Sumala sa classic pagtulon-an sa Isaaka Nyutona, ang tanan nga mga lawas nadani sa usag usa uban sa usa ka pwersa sa direkta timbang sa ilang mga pangmasang mao ang inversely nagkaigo ngadto sa square sa gilay-on nga anaa sa taliwala nila. Einstein nag-angkon nga ang grabidad taliwala sa mga butang nga gipakita sa kaso sa nagliko nga panahon ug luna (usa ka luna curvature posible lamang kon kini naglangkob sa usa ka bahandi).

Kini nga ideya mao ang lawom kaayo, apan ang bag-o nga mga pagtuon nagpakita nga kini sa pipila ka mga pagkadili-tukma. Karon, gituohan nga grabidad nagtuis sa luna lamang luna: sa panahon makapahinay ug bisan mohunong, apan ang kamatuoran mao ang pag-usab sa porma sa usa ka temporaryo nga butang teoriya wala nakumpirmahan. Mao nga ang klasikal nga Einstein talaid wala paghatag og bisan usa ka higayon nga ang mga dapit magpadayon sa makaapekto sa butang ug ang mga resulta magnetic field.

Ang mas nasayud kita sa balaod sa grabidad (grabidad), ang matematika nga ekspresyon nga gipanag-iya ingon sa panahon sa Newton:

\ [F = γ \ frac [-1,2] {m_1 m_2} {r ^ 2} \]

Ubos sa γ nasabtan grabidad kanunay (G simbolo usahay gigamit), ang bili sa nga mao ang katumbas sa 6,67545 × 10-11 m³ / (kg · s²).

Interaction tali sa mga partikulo sa elementarya

Ang talagsaon kakomplikado sa mga palibot nga dapit ang kadaghanan nakig-uban sa usa ka walay katapusan nga gidaghanon sa mga partikulo sa elementarya. Sa taliwala kanila, adunay nagkalain-lain nga pakig sa mga ang-ang nga kita lamang sa pagtag-an usab. Apan, sa tanan nga matang sa inter-aksyon sa mga elementary nga mga partikulo sa usag usa lahi kamahinungdanon sa ilang epekto.

Ang labing gamhanan sa tanan nga nailhan nga pwersa apil sa tingub ang mga sangkap sa mga atomic nucleus. Sa pagbulag kanila, kamo kinahanglan nga mogahin og usa ka tinuod nga dako nga kantidad sa enerhiya. Ingon sa mga electron, sila "gihigot" sa unud lamang ordinaryo nga electromagnetic interaction. Sa pagpahunong niini, usahay na sa enerhiya nga makita nga ingon sa usa ka resulta sa mga labing komon nga reaksiyon sa kemikal. Grabidad mao ang (unsa kini, ikaw nasayud na) sa bersyon sa atomo ug sa atomo mao ang labing sayon nga matang sa inter-aksyon.

Ang grabidad kapatagan sa niini nga kaso mao ang sa ingon nga maluya nga kini mao ang lisud nga sa pag-hunahuna. Oddly igo, apan ang kalihukan sa celestial nga mga lawas, kansang gibug-aton usahay imposible sa paghunahuna, "mosunod" sila. Ang tanan nga kini mao ang posible nga pasalamat ngadto sa duha ka bahin sa grabidad nga ilabi na gilitok sa kaso sa dako nga pisikal nga mga butang:

• Dili sama sa atomic nga pwersa grabidad pagbitad kamahinungdanon mas layo gikan sa butang. Busa, grabidad sa Yuta nagabantay sa iyang uma, bisan ang bulan, ug ang usa ka susama nga nga pwersa sa Jupiter orbit dali misuporta sa daghang satellites, ang masa sa matag usa sa nga mao ang ikatandi sa yuta!
• Dugang pa, kini sa kanunay nagsiguro sa atraksyon tali sa mga butang, ang gilay-on, nga puwersa kini nga huyang sa ubos nga speed.

Formation sa usa ka labaw nga o dili kaayo kataronganon teoriya sa grabidad mao ang medyo bag-o nga, ug kini ingon sa usa ka resulta sa mga siglo-daan nga mga obserbasyon sa sa motion sa mga planeta ug sa uban pang mga celestial nga mga lawas. Ang tahas kamahinungdanon mas sayon sa kamatuoran nga sila sa pagbalhin sa usa ka lunang, haw, diin didto mao lamang walay laing posible nga pakig-. Galileo ug Kepler - duha ka prominente astronomo sa panahon, ang ilang labing bililhong mga obserbasyon nakatabang sa paghawan sa dalan alang sa bag-ong mga kaplag.

Apan lamang sa dakung Isaac Nyuton nakahimo sa pagtukod sa unang teoriya sa grabidad ug ipahayag kini sa matematika mapping. Kini mao ang unang balaod sa grabidad, matematika mapping nga gihatag sa ibabaw.

konklusyon ni Newton ug sa pipila sa iyang mga gisundan

Dili sama sa uban nga mga pisikal nga mga butang katingalahan nga anaa sa kalibutan sa atong palibot, grabidad manifests sa iyang kaugalingon sa kanunay ug sa tanang dapit. Kini kinahanglan nga nakasabut nga ang termino nga "zero grabidad", nga sagad makita diha sa mga mini-siyentipikanhong mga bilog, kini dili husto: bisan weightlessness sa luna wala magpasabot nga ang usa ka tawo o sa usa ka sakyanan dili balido atraksyon sa usa ka kaylap nga butang.

Dugang pa, ang tanan nga materyal nga lawas adunay usa ka gibug-aton, nga gipahayag diha sa porma sa usa ka puwersa nga gigamit sa kanila, ug sa pagpa-uswag nga gihimo tungod sa exposure niini.

Busa, ang grabidad nga pwersa mao ang nagkaigo sa masa sa mga butang. Sa gidaghanon, sila mahimong nagpahayag, sa pagdawat sa mga produkto sa mga masa sa lawas. nga pwersa Kini nga nagatuman hugot balion pagsalig sa square sa gilay-on sa taliwala sa mga butang. Ang tanan nga lain nga mga interaction kaayo lahi depende sa gilay-on sa taliwala sa duha ka mga lawas.

Misa ingon sa usa ka bato sa pamag-sa teoriya

Usa ka gubat sa mga butang nahimong ilabi kontrobersiyal nga punto sa tibuok nga gitukod sa tibuok modernong teoriya sa grabidad ug ni Einstein relativity. Kon mahinumdom kamo sa ikaduha nga balaod sa Newton, nan kamo nasayud na nga ang gibug-aton mao ang usa ka mandatory nga bahin sa bisan unsa nga pisikal nga lawas nga materyal. Kini nagpakita kon sa unsang paagi nga ang butang nga magbinuotan sa kaso nga gipailalom sa mga pwersa, sa walay pagtagad sa gigikanan niini.

Sukad sa tanan nga mga lawas (sumala sa Newton) sa diha nga abong sa usa ka eksternal nga puwersa nga paspas, nga mao masa motino kon sa unsang paagi nga dagko nga kini nga acceleration. Tagda ang usa ka labaw nga tin-aw nga ehemplo. Handurawa ang usa ka scooter ug bus: kon apply kanila gayud sa sama nga epekto, nakaabot sila sa lain-laing mga katulin alang sa dili patas nga panahon. Ang tanan nga kini mao ang gipatin-aw sa teoriya sa grabidad.

Unsa ang relasyon sa masa ug sa grabidad?

Kon kita maghisgut kabahin sa grabidad, ang masa sa niini nga panghitabo pasundayag sa usa ka papel sa bug-os atbang sa nga kini pasundayag kalabut sa gahum ug acceleration sa butang. Nga kini mao ang nag-unang tinubdan sa atraksyon. Kon kuhaon mo sa usa ka pagtan-aw sa duha ka mga lawas ug ang mga kasundalohan nga ilang pagdani sa usa ka ikatulo nga butang, nga nahimutang sa usa ka managsama nga gilay-on gikan sa unang duha ka, nan ang relasyon sa mga pwersa mao ang katumbas sa sa ratio sa mga masa sa unang duha ka mga butang. Busa, ang madanihon nga pwersa mao ang direkta nga nagkaigo sa lawas gibug-aton.

Kon atong ikonsiderar ang ikatulong balaod sa Newton, kini mao ang posible nga aron sa pagsiguro nga kini nag-ingon gayud sa sama nga butang. Ang grabidad nga pwersa nga naglihok sa ibabaw sa duha ka mga lawas ilabay sa usa ka managsama nga gilay-on gikan sa tinubdan sa atraksyon, direkta agad sa masa sa mga butang data. Sa matag adlaw nga kinabuhi kita sa paghisgot mahitungod sa gahum nga ang lawas nadani sa nawong sa planeta, sama sa titulo niini.

Atong pagtigum sa. Busa, ang masa nga mao ang pag-ayo nga may kalabutan uban sa gahum ug acceleration. Sa samang higayon kini motino sa puwersa sa nga ang lawas molihok sa atraksyon.

Nagpakita sa pagpa-uswag sa mga lawas sa usa ka grabidad uma

Kini talagsaon nga pagkaduha mao ang rason nga sa mao usab nga grabidad kapatagan sa acceleration na sa lain-laing mga butang nga managsama. Magdahum nga kita adunay duha ka mga lawas. Assign sa usa kanila z masa, ug ang uban nga mga - Z. duha butang nga ilabay sa yuta, nga mahulog sa walay bayad.

Ingon sa determinado sa ratio sa mga pwersa sa makapadani? Kini nagpakita sa usa ka yano nga matematikal pormula - z / Z. Nga lang sa pagpa-uswag sila makadawat nga ingon sa usa ka resulta sa puwersa sa grabidad mahimong gayud sa sama nga. Yanong mikuot, sa pagpa-uswag nga ang lawas mao sa usa ka grabidad kapatagan wala magdepende sa iyang mga kabtangan.

Unsay nagtino sa pagpatulin sa kaso nga gihulagway?

Kini nag-agad lamang sa (!) Sa gibug-aton sa mga butang nga sa paghimo niini nga kapatagan, ingon man sa ilang spatial nga posisyon. Ang duha papel sa mga masa ug sa pagpatulin nga sama sa mga lain-laing mga mga lawas sa usa ka grabidad uma mao na medyo bukas alang sa usa ka hataas nga panahon. Kini nga mga butang katingalahan sa mga mosunod nga titulo: "nga panagtandi baruganan". Kini nga termino nagpasiugda pag-usab nga ang pagpatulin ug búngdal sagad katumbas (sa usa ka sukod, siyempre).

Ang kamahinungdanon sa bili sa G

kita mahinumdom sa physics sa eskwelahan nga kurso, nga ang pagpatulin sa grabidad sa nawong sa atong planeta (grabidad Yuta) mao ang 10 m / sek.² (9.8 siyempre, apan kini bili gigamit alang sa kasayon sa pagtantiya, pagbanabana). Busa, dili pagkuha sa asoy sa hangin pagbatok (sa usa ka malig-gitas-on sa usa ka mubo nga gilay-on sa insidente), unya ang epekto nga nakuha sa diha nga ang lawas acquires sa usa ka dugang nga pagpatulin sa 10 m / sec. sa matag ikaduha. Pananglitan, ang usa ka basahon nga nahulog gikan sa ikaduhang andana sa balay, sa katapusan sa iyang misyon nga pagbalhin sa usa ka speed sa 30-40 m / s. Sa yanong pagkasulti, 10 m / s - kini mao ang "speed" sa grabidad sa sulod sa Yuta.

Pagpatulin sa grabidad sa physics literatura sa nagpasabot «g» sulat. Sukad sa porma sa Yuta sa usa ka gidak-on nga mas sama sa usa ka tangerine kay sa bola, ang bili sa gidaghanon kini dili mao ang sa tanan sa iyang mga lugar mao ang sama nga. Busa, diha sa ibabaw sa pagpatulin poste, ug kini mahimo nga mas gamay sa ibabaw sa mga hatag-as nga mga taluktok sa kabukiran.

Bisan sa industriya sa pagmina pasundayag dili gamay nga papel nga grabidad. Ang pisika sa niini nga panghitabo usahay nagluwas sa usa ka daghan sa mga panahon. Busa, geologist ilabinang interesado sa usa ka hingpit nga tukma nga kahulogan sa g, tungod kay kini nagtugot talagsaong katukma pagsuhid ug sa pagpangita og mineral deposito. Pinaagi sa dalan, kini motan-aw sama sa grabidad pormula diin bili pasundayag sa usa ka papel nga giisip pinaagi kanato? Ania kini mao ang:

F = G x M1xM2 / R2

Pagtagad! Sa kini nga kaso, grabidad pormula nagpasabot G «grabidad sa kanunay", ang bili sa nga kita na gihatag sa ibabaw.

Sa panahon nga, Newton formulated sa mga baruganan nga gilatid sa ibabaw. Siya nasayud, ug ang panaghiusa ug pagkamalukpanon sa mga grabidad nga pwersa, apan ang tanan nga mga aspeto sa panghitabo nga siya dili sa paghulagway. kadungganan nga nahulog sa Alberta Eynshteyna, nga mao ang makahimo sa pagpatin-aw sa baruganan sa panag. katawhan nga utang sa iyang kasamtangan nga pagsabot sa kinaiya sa luna-panahon putol.

Ang teoriya sa relativity, Alberta Eynshteyna buhat

Sa panahon sa Isaaka Nyutona nagtuo nga ang punto sa pagsugod mahimong nagrepresentar sa dagway sa pipila ka lisud nga "mga magagmay nga sanga", nga ang instalar posisyon sa lawas sa spatial coordinate sistema. Sa samang higayon kini nagtuo nga ang tanan nga obserber, nga timan kining mga coordinates mahimong sa sa mao usab nga sulod sa panahon. Sa mga tuig, kini nga kahimtang giisip klaro kaayo nga walay pagsulay nga gihimo sa paghagit niini o makadugang niini. Kini mao ang masabtan, tungod kay ang mga utlanan sa atong planeta nga walay pagsimang sa lagda dili.

Einstein nagpamatuod nga ang katukma sa pagsukod nga tinuod nga mahinungdanon kon ang hypothetical orasan nagalihok mas hinay kay sa kahayag speed. ibutang lamang, kon ang usa ka tigpaniid pagbalhin hinay kay sa speed sa kahayag, mosunod sa duha ka mga panghitabo, mahitabo sila alang kaniya sa samang higayon. Busa, alang sa ikaduha nga tigpaniid? ang rate sa nga mao ang sama nga o labaw pa nga mga panghitabo mahitabo sa lain-laing mga panahon.

Apan ang puwersa sa grabidad ang may kalabutan sa sa teoriya sa relativity? Atong abli sa isyu sa detalye.

Ang koneksyon tali sa teoriya sa relativity ug grabidad nga pwersa

Sa bag-ohay nga mga tuig, gihimo kini nga usa ka dako nga gidaghanon sa mga nadiskobrehan sa natad sa atomo. Ang usa ka nagtubo nga hugot nga pagtuo nga kita mahitungod sa pagpangita sa katapusang tipik, nga labaw sa nga ang atong kalibutan dili mahimong nahugno. Nahimong mas mamugos nga panginahanglan nga masayud kon unsaon sa pag-impluwensya sa mga gamay nga "mga tisa" sa atong uniberso mahinungdanon nga pwersa nga nadiskobrehan diha sa katapusan nga nga siglo, ug bisan sa sayo pa. Ilabi-among-among nga ang kinaiya sa grabidad wala pa mipasabut.

Mao nga, human sa Einstein, kinsa malig-on ang "katakos" sa klasikal nga Newtonian mekaniko sa maong dapit ubos sa konsiderasyon, ang mga tigdukiduki nag-focus sa usa ka bug-os nga usab sa panghunahuna kaniadto nga nakuha data. Sa daghang mga paagi, ang rebisyon nakaagi, ang grabidad. Unsa kini sa ang-ang sa sa atomo? Ba kini sa pipila bili sa niini nga talagsaon nga multi-dimensional nga kalibutan?

Usa ka yano nga solusyon?

Sa una, daghan ang naghunahuna nga ang kalainan ni Newton grabidad ug sa teoriya sa relativity mahimong mipasabut na lamang, nga usa ka analohiya sa electrodynamics. Kini nga posible nga sa maghunahuna nga ang grabidad uma mikatap sama sa usa ka magnetic field, human nga kini mao ang posible nga sa pagpahayag sa usa ka "tigpataliwala" sa pakig sa celestial nga mga lawas, nga nagpatin-aw sa daghan nga mga panagsumpaki sa mga tigulang ug sa mga bag-ong teoriya. Ang kamatuoran mao nga unya kini nga giisip sa mga paryente tulin, kabad sa pagpasanay sa mga pwersa sa mga kamahinungdanon ubos nga kahayag. Sukad grabidad ug sa panahon gigapos?

Sa baruganan, Einstein sa iyang kaugalingon hapit na sa pagtukod sa usa ka relativistic teoriya gibase sa maong mga panglantaw, nga usa lamang ka butang nga nagpugong sa iyang tuyo. Walay bisan kinsa sa mga siyentipiko sa panahon nga wala sa bisan unsa nga impormasyon sa tanan nga mahimo nakatabang sa pagtino sa "speed" sa grabidad. Apan may usa ka daghan sa mga impormasyon nga may kalabutan sa sa kalihokan sa mga dako nga masa. Samtang kamo mahibalo, sila lang ang gibuhat mao ang usa ka giila nga tinubdan sa usa ka gamhanan nga grabidad kaumahan.

Hataas gikusgon sa hilabihan gayud makaapekto sa gibug-aton sa lawas, ug kini anaa sa walay paagi nga sama sa sa interaction sa speed ug gahum. Ang mas taas nga speed, ang mas dako ang gibug-aton sa lawas. Ang problema mao nga ang naulahi awtomatikong mahimong walay kinutuban nga sa kaso sa motion sa speed sa kahayag o mas dako. Busa Einstein nakahinapos nga walay grabidad, ug tensor uma sa paghulagway sa nga kinahanglan nga gamiton mas labaw pa baryable.

Ang iyang mga sumusunod miadto sa konklusyon nga ang grabidad ug halos dili nga may kalabutan. Ang kamatuoran nga kini gayud nga tensor uma mahimong molihok sa luna, apan sa panahon sa makaapekto sa dili. Apan, ang hayag pisiko Esteban Hawking modernity adunay lain nga punto sa panglantaw. Apan nga laing istorya ...