الجاذبية وقوة الجاذبية العالمية. الجاذبية: الصيغة والتعريف الاعتماد على قوة الجاذبية العالمية

قال أوبي وان كينوبي أن القوة هي التي تجمع المجرة معًا. ويمكن قول الشيء نفسه عن الجاذبية. الحقيقة: الجاذبية تسمح لنا بالسير على الأرض، والأرض بالدوران حول الشمس، والشمس بالتحرك حول الثقب الأسود الهائل الموجود في مركز مجرتنا. كيف نفهم الجاذبية؟ تمت مناقشة هذا في مقالتنا.

دعنا نقول على الفور أنك لن تجد هنا إجابة صحيحة فريدة لسؤال "ما هي الجاذبية". لأنه ببساطة غير موجود! الجاذبية هي واحدة من أكثر الظواهر الغامضة التي يحيرها العلماء ولا يزالون غير قادرين على تفسير طبيعتها بشكل كامل.

هناك العديد من الفرضيات والآراء. هناك أكثر من اثنتي عشرة نظرية للجاذبية، البديلة والكلاسيكية. سننظر في الأكثر إثارة للاهتمام وذات الصلة والحديثة.

هل تريد المزيد من المعلومات المفيدة وآخر الأخبار كل يوم؟ انضم إلينا على التليجرام.

الجاذبية هي التفاعل المادي الأساسي

هناك 4 تفاعلات أساسية في الفيزياء. بفضلهم، العالم هو بالضبط ما هو عليه. الجاذبية هي واحدة من هذه التفاعلات.

التفاعلات الأساسية:

• جاذبية؛
• الكهرومغناطيسية.
• تفاعل قوي
• تفاعل ضعيف .

حاليًا، النظرية الحالية التي تصف الجاذبية هي GTR (النسبية العامة). تم اقتراحه من قبل ألبرت أينشتاين في 1915-1916.

ومع ذلك، فإننا نعلم أنه من السابق لأوانه الحديث عن الحقيقة المطلقة. ففي نهاية المطاف، قبل عدة قرون من ظهور النسبية العامة في الفيزياء، هيمنت نظرية نيوتن على وصف الجاذبية، والتي توسعت بشكل كبير.

في إطار النسبية العامة، من المستحيل حاليًا شرح ووصف جميع المسائل المتعلقة بالجاذبية.

قبل نيوتن، كان يُعتقد على نطاق واسع أن الجاذبية على الأرض والجاذبية في السماء شيئان مختلفان. وكان يُعتقد أن الكواكب تتحرك وفقًا لقوانينها المثالية الخاصة، والتي تختلف عن تلك الموجودة على الأرض.

اكتشف نيوتن قانون الجذب العام عام 1667. وبطبيعة الحال، كان هذا القانون موجودا حتى في زمن الديناصورات وقبل ذلك بكثير.

لقد فكر الفلاسفة القدماء في وجود الجاذبية. قام جاليليو بحساب تسارع الجاذبية على الأرض بشكل تجريبي، واكتشف أنه هو نفسه بالنسبة للأجسام مهما كانت كتلتها. درس كيبلر قوانين حركة الأجرام السماوية.

تمكن نيوتن من صياغة وتعميم نتائج ملاحظاته. وهنا ما حصل:

يجذب جسمان بعضهما البعض بقوة تسمى قوة الجاذبية أو الجاذبية.

صيغة قوة الجذب بين الأجسام :

G هو ثابت الجاذبية، m هو كتلة الأجسام، r هي المسافة بين مراكز كتلة الأجسام.

ما هو المعنى الفيزيائي لثابت الجاذبية؟ وهي تساوي القوة التي تؤثر بها الأجسام التي يبلغ وزن كل منها 1 كيلوجرام على بعضها البعض، على مسافة متر واحد من بعضها البعض.

وفقا لنظرية نيوتن، كل جسم يخلق مجال الجاذبية. تم اختبار دقة قانون نيوتن على مسافات أقل من سنتيمتر واحد. وبطبيعة الحال، بالنسبة للكتل الصغيرة، تكون هذه القوى غير ذات أهمية ويمكن إهمالها.

تنطبق صيغة نيوتن على حساب قوة جذب الكواكب للشمس والأجسام الصغيرة. نحن ببساطة لا نلاحظ القوة التي تنجذب بها الكرات الموجودة على طاولة البلياردو، على سبيل المثال. ومع ذلك فإن هذه القوة موجودة ويمكن حسابها.

تعمل قوة الجذب بين أي أجسام في الكون. ويمتد تأثيره إلى أي مسافة.

لا يشرح قانون نيوتن للجاذبية العامة طبيعة قوة الجاذبية، ولكنه يؤسس لقوانين كمية. نظرية نيوتن لا تتعارض مع GTR. وهي كافية لحل المشكلات العملية على مستوى الأرض ولحساب حركة الأجرام السماوية.

الجاذبية في النسبية العامة

على الرغم من أن نظرية نيوتن قابلة للتطبيق تماما في الممارسة العملية، إلا أن لديها عددا من العيوب. قانون الجاذبية الكونية هو وصف رياضي، لكنه لا يوفر نظرة ثاقبة للطبيعة الفيزيائية الأساسية للأشياء.

وفقا لنيوتن، فإن قوة الجاذبية تؤثر على أي مسافة. ويعمل على الفور. وباعتبار أن أسرع سرعة في العالم هي سرعة الضوء، فإن هناك تناقضا. كيف يمكن للجاذبية أن تتصرف بشكل فوري على أي مسافة، في حين أن الضوء لا يستغرق لحظة واحدة، بل عدة ثوان أو حتى سنوات للتغلب عليها؟

في إطار النسبية العامة، لا تعتبر الجاذبية قوة تؤثر على الأجسام، بل هي انحناء للمكان والزمان تحت تأثير الكتلة. وبالتالي، الجاذبية ليست تفاعل القوة.

ما هو تأثير الجاذبية؟ دعونا نحاول وصف ذلك باستخدام القياس.

دعونا نتخيل الفضاء على شكل ورقة مرنة. إذا وضعت كرة تنس خفيفة عليها، فسيظل السطح مستويًا. لكن إذا وضعت وزنًا ثقيلًا بجانب الكرة، فسوف يضغط ثقبًا على السطح، وستبدأ الكرة بالتدحرج نحو الوزن الكبير والثقيل. هذه هي "الجاذبية".

بالمناسبة! لقرائنا هناك الآن خصم 10٪ على أي نوع من العمل

اكتشاف موجات الجاذبية

تنبأ ألبرت أينشتاين بوجود موجات الجاذبية في عام 1916، لكن تم اكتشافها بعد مائة عام فقط، في عام 2015.

ما هي موجات الجاذبية؟ دعونا نرسم تشبيهًا مرة أخرى. إذا رميت حجراً في ماء هادئ، ستظهر دوائر على سطح الماء من مكان سقوطه. موجات الجاذبية هي نفس التموجات والاضطرابات. ليس فقط على الماء، ولكن في الزمكان العالمي.

فبدلاً من الماء يوجد الزمكان، وبدلاً من الحجر، على سبيل المثال، يوجد ثقب أسود. أي حركة متسارعة للكتلة تولد موجة جاذبية. إذا كان الجسمان في حالة سقوط حر، فعندما تمر موجة الجاذبية، فإن المسافة بينهما سوف تتغير.

وبما أن الجاذبية قوة ضعيفة للغاية، فقد ارتبط اكتشاف موجات الجاذبية بصعوبات تقنية كبيرة. لقد أتاحت التقنيات الحديثة اكتشاف موجة من موجات الجاذبية فقط من مصادر فائقة الكتلة.

الحدث المناسب للكشف عن موجة الجاذبية هو اندماج الثقوب السوداء. ولسوء الحظ أو لحسن الحظ، نادرا ما يحدث هذا. ومع ذلك، تمكن العلماء من تسجيل موجة تدحرجت حرفيا عبر مساحة الكون.

ولتسجيل موجات الجاذبية، تم بناء كاشف يبلغ قطره 4 كيلومترات. أثناء مرور الموجة، تم تسجيل اهتزازات المرايا الموجودة على المعلقات في الفراغ وتداخل الضوء المنعكس منها.

وأكدت موجات الجاذبية صحة النسبية العامة.

الجاذبية والجسيمات الأولية

في النموذج القياسي، تكون بعض الجسيمات الأولية مسؤولة عن كل تفاعل. يمكننا القول أن الجسيمات حاملة للتفاعلات.

الغرافيتون، وهو جسيم افتراضي عديم الكتلة وله طاقة، هو المسؤول عن الجاذبية. بالمناسبة، في مادتنا المنفصلة، ​​اقرأ المزيد عن بوزون هيغز، الذي تسبب في الكثير من الضوضاء، والجسيمات الأولية الأخرى.

وأخيرا، إليك بعض الحقائق المثيرة للاهتمام حول الجاذبية.

10 حقائق عن الجاذبية

1. للتغلب على قوة الجاذبية الأرضية، يجب أن تبلغ سرعة الجسم 7.91 كم/ث. هذه هي سرعة الهروب الأولى. يكفي أن يتحرك الجسم (على سبيل المثال، مسبار فضائي) في مدار حول الكوكب.
2. للهروب من مجال الجاذبية الأرضية، يجب أن تبلغ سرعة المركبة الفضائية 11.2 كم/ثانية على الأقل. وهذه هي سرعة الهروب الثانية.
3. الأجسام ذات الجاذبية الأقوى هي الثقوب السوداء. جاذبيتها قوية جدًا لدرجة أنها تجذب الضوء (الفوتونات).
4. لن تجد قوة الجاذبية في أي معادلة من معادلة ميكانيكا الكم. والحقيقة هي أنه عندما تحاول تضمين الجاذبية في المعادلات، فإنها تفقد أهميتها. وهذه واحدة من أهم مشاكل الفيزياء الحديثة.
5. كلمة الجاذبية تأتي من اللاتينية "gravis" والتي تعني "ثقيل".
6. كلما كان الجسم أكثر ضخامة، كلما كانت الجاذبية أقوى. إذا كان الشخص الذي يزن 60 كيلوجرامًا على الأرض، يزن نفسه على كوكب المشتري، فسيظهر الميزان 142 كيلوجرامًا.
7. يحاول علماء ناسا تطوير شعاع الجاذبية الذي يسمح بتحريك الأجسام دون تلامس، والتغلب على قوة الجاذبية.
8. رواد الفضاء في المدار يختبرون الجاذبية أيضًا. بتعبير أدق، الجاذبية الصغرى. يبدو أنهم يسقطون إلى ما لا نهاية مع السفينة التي هم فيها.
9. الجاذبية تجذب دائمًا ولا تتنافر أبدًا.
10. الثقب الأسود، بحجم كرة التنس، يجذب الأجسام بنفس القوة التي يجذبها كوكبنا.

الآن أنت تعرف تعريف الجاذبية ويمكنك معرفة الصيغة المستخدمة لحساب قوة الجذب. إذا كان جرانيت العلم يضغط عليك على الأرض بقوة أكبر من الجاذبية، فاتصل بخدمة الطلاب لدينا. سنساعدك على الدراسة بسهولة تحت وطأة الأحمال الثقيلة!

جميع الأجسام تسقط على الأرض. والسبب في ذلك هو تأثير الجاذبية. تسمى القوة التي تجذب بها الأرض الجسم نحو نفسها جاذبية. المعينة F الثقيلة. يتم توجيهه دائمًا إلى الأسفل.

تتناسب قوة الجاذبية طرديًا مع كتلة هذا الجسم:

، و = ملغ

تسمى حركة الجسم تحت تأثير الجاذبية السقوط الحر. تمت دراسته لأول مرة بواسطة ج.جاليليو. وقد أثبت أنه إذا كانت الأجسام المتساقطة تتأثر فقط بالجاذبية وليس بمقاومة الهواء، فإنها تتحرك جميعها بنفس الطريقة، أي. بنفس التسارع. تم تسميته تسارع السقوط الحر (ز).ويمكن تحديد هذه القيمة تجريبيا عن طريق قياس حركات الجسم الساقط على فترات منتظمة. الحسابات تظهر ذلك ز = 9.8 م/ث 2.

الكرة الأرضية مسطحة قليلاً عند القطبين. لذلك في القطب زأكثر قليلاً مما هي عليه عند خط الاستواء أو خطوط العرض الأخرى.

يوجد حول كل جسم نوع خاص من المادة تتفاعل به الأجسام. ويسمى مجال الجاذبية.

تجذب الأرض جميع الأجسام: المنازل، والناس، والقمر، والشمس، والمياه في البحار والمحيطات، وما إلى ذلك. وجميع الأجسام تنجذب لبعضها البعض. يسمى انجذاب جميع الأجسام في الكون لبعضها البعض الجاذبية العالمية.في عام 1687، كان إ. نيوتن أول من أثبت وأنشأ قانون الجاذبية العالمية.

جسمان يتجاذبان بقوة تتناسب طرديا مع حاصل ضرب كتلتيهما وعكسيا مع مربع المسافة بينهما.

وتسمى هذه القوة قوة الجاذبية (أو قوة الجاذبية).

حدود تطبيق القانون: بالنسبة للنقاط المادية.

G – ثابت الجاذبية G=6.67∙10 –11,

يتم تحديد القيمة العددية لثابت الجاذبية بشكل تجريبي. تم القيام بذلك لأول مرة من قبل العالم الإنجليزي كافنديش باستخدام مقياس الدينامومتر الالتوائي (التوازن الالتوائي). المعنى المادي: نقطتان ماديتان تزن كل منهما 1 كجم، وتقعان على مسافة 1 متر من بعضهما البعض، تنجذبان بشكل متبادل بقوة جاذبية تساوي 6.67 10 -11 نيوتن.

ويترتب على قانون الجاذبية العالمية أن قوة الجاذبية وتسارع الجاذبية الناتج عنها يتناقصان مع زيادة المسافة من الأرض. على ارتفاع h من سطح الأرض، يتم تحديد معامل تسارع الجاذبية بواسطة الصيغة

تتجلى قوة الجاذبية بطريقتين: أ) إذا لم يكن للجسم أي دعم، فإن قوة الجاذبية تضفي تسارع السقوط الحر على الجسم؛ ب) إذا كان للجسم دعامة، فإنه ينجذب إلى الأرض، ويعمل على الدعم. تسمى القوة التي يؤثر بها الجسم على دعامة بسبب انجذابه إلى الأرض وزن. يتم تطبيق الوزن على الدعم.

إذا لم يكن للدعم تسارع، فإن معامل الوزن يساوي معامل الجاذبية. P=F ثقيل إذا كان للدعم تسارع لأعلى، فإن معامل الوزن أكبر من معامل الجاذبية. P=F حبلا + أماه. إذا كان الدعم لديه تسارع موجه نحو الأسفل، فإن معامل الوزن أقل من معامل الجاذبية. P=F ثقيل -ma. إذا سقط الدعم والجسم بحرية، فسيكون الوزن صفراً. ف = 0. هذا الشرط يسمى انعدام الوزن.

باستخدام قانون الجذب العام، يمكن حساب سرعة الإفلات الأولى.

ملغ = أماه؛ ز=أ; أ=ت 2 /ص; ز=ت 2 /ص; v 2 =gR; v = √gR، حيث R هو نصف قطر الكوكب.

التذكرة رقم 5. إثبات تجريبي للأحكام الرئيسية للنظرية الحركية الجزيئية لتركيب المادة. غاز مثالي. المعادلة الأساسية للنظرية الحركية الجزيئية للغاز المثالي. درجة الحرارة وتغيرها. درجة الحرارة المطلقة.

تتكون جميع الأجسام من جزيئات صغيرة - ذرات وجزيئات. وبعبارة أخرى، فإن المادة لها بنية منفصلة. واستنادا إلى نظرية البنية المنفصلة للمادة، يمكن تفسير عدد من خصائصها والتنبؤ بها.

أساسيات MKT(نظرية الحركية الجزيئية)

1. جميع المواد تتكون من جزيئات (ذرات).

2. تتحرك الجزيئات (الذرات) بشكل مستمر وفوضوي.

3. تتفاعل الجزيئات (الذرات) مع بعضها البعض.

4. وجود فجوات بين الجزيئات (الذرات).

هذه الأحكام من تكنولوجيا المعلومات والاتصالات لها أساس تجريبي. ويؤكد الانتشار والحركة البراونية هذه المواقف. انتشار - الاختراق المتبادل لجزيئات مادة ما بين جزيئات مادة أخرى عند ملامستها. سبب الحركة البراونيةهي الحركة الحرارية لجزيئات السائل (أو الغاز) واصطدامها بالجسيم البراوني.

تسمى الحركة العشوائية للجزيئات التي تشكل الأجسام الحركة الحرارية.تشارك جميع جزيئات الجسم في الحركة الحرارية، وبالتالي، مع تغيير الحركة الحرارية، تتغير حالة الجسم وخصائصه. يمكن أن تكون المادة في ثلاث حالات متجمعة - صلبة وسائلة وغازية. يتم تحديد حالة التجميع حسب درجة الحرارة والضغط الخارجي.

تسمى الحالة التي لا يكون فيها للمادة شكلها الخاص ولا تحتفظ بالحجم بالحالة الغازية، والتي تنقسم بدورها إلى غاز وبخار. الغاز هو حالة غازية عند درجة حرارة أعلى من درجة الحرارة الحرجة. تسمى الغازات الموجودة في الطبيعة بالحقيقية. عند دراسة خصائص الغازات في الفيزياء، يستخدمون نموذجًا لغاز غير موجود في الطبيعة. ويسمى هذا النموذج غاز مثالي. وهو يحقق الشروط التالية: 1) ألا تشغل جزيئاته حجما؛ 2) كونها على مسافات، لا تتفاعل جزيئات الغاز المثالي مع بعضها البعض؛ 3) تحدث التفاعلات الجزيئية فقط أثناء التأثيرات المرنة تمامًا؛ 4) زمن السفر الحر أكبر بكثير من زمن الاصطدام.

يتم تحديد أي غاز من خلال ثلاثة معايير كبيرة.

أ) الضغط (ع) هو نسبة القوة إلى المساحة.( ع = و/س)

ب) الحجم (V) هو مقياس لجزء محدود من الفضاء.

ج) درجة الحرارة (T) هي مقياس لمتوسط ​​الطاقة الحركية للحركة الانتقالية للجزيئات.

وهذا صحيح بالنسبة للعمليات الحرارية معادلة MKT الأساسية، والذي يقرأ هكذا:

معلومات ذات صله.

في الطبيعة، هناك قوى مختلفة تميز تفاعل الأجسام. دعونا نفكر في القوى التي تحدث في الميكانيكا.

قوى الجاذبية.ربما كانت القوة الأولى التي أدرك الإنسان وجودها هي قوة الجاذبية المؤثرة على الأجسام الموجودة على الأرض.

وقد استغرق الأمر قرونًا عديدة حتى يفهم الناس أن قوة الجاذبية تعمل بين أي جسم. وقد استغرق الأمر قرونًا عديدة حتى يفهم الناس أن قوة الجاذبية تعمل بين أي جسم. وكان الفيزيائي الإنجليزي نيوتن أول من فهم هذه الحقيقة. ومن خلال تحليل القوانين التي تحكم حركة الكواكب (قوانين كبلر)، توصل إلى نتيجة مفادها أن قوانين حركة الكواكب المرصودة لا يمكن تحقيقها إلا إذا كانت هناك قوة تجاذب بينها، تتناسب طرديًا مع كتلتها وتتناسب عكسيًا مع كتلة الكواكب. مربع المسافة بينهما.

صاغها نيوتن قانون الجاذبية العالمية. أي جسدين يجذبان بعضهما البعض. قوة الجذب بين الأجسام النقطية تكون موجهة على طول الخط المستقيم الذي يربطها، وتتناسب طردياً مع كتلتيهما وعكسياً مع مربع المسافة بينهما:

في هذه الحالة، تُفهم الأجسام النقطية على أنها أجسام تكون أبعادها أصغر بعدة مرات من المسافة بينهما.

تسمى قوى الجاذبية العالمية قوى الجاذبية. ويسمى معامل التناسب G بثابت الجاذبية. تم تحديد قيمته تجريبياً: G = 6.7 10¯¹¹ N m² /kg².

جاذبيةالتأثير بالقرب من سطح الأرض موجه نحو مركزها ويتم حسابه بالصيغة:

حيث g هو تسارع الجاذبية (g = 9.8 م/ث²).

إن دور الجاذبية في الطبيعة الحية مهم للغاية، حيث أن حجم وشكل ونسب الكائنات الحية يعتمد إلى حد كبير على حجمها.

وزن الجسم.دعونا نفكر فيما يحدث عندما يتم وضع بعض الحمل على مستوى أفقي (الدعم). في اللحظة الأولى بعد خفض الحمل، يبدأ في التحرك للأسفل تحت تأثير الجاذبية (الشكل 8).

ينحني المستوى وتظهر قوة مرنة (رد فعل داعم) موجهة نحو الأعلى. بعد أن توازن القوة المرنة (Fу) قوة الجاذبية، سيتوقف خفض الجسم وانحراف الدعم.

نشأ انحراف الدعم تحت تأثير الجسم، لذلك تعمل قوة معينة (P) على الدعم من جانب الجسم، وهو ما يسمى وزن الجسم (الشكل 8، ب). ووفقا لقانون نيوتن الثالث، فإن وزن الجسم يساوي قوة رد فعل الأرض ويتجه في الاتجاه المعاكس.

P = - Fу = ثقيل.

وزن الجسم تسمى القوة P التي يؤثر بها الجسم على دعامة أفقية ثابتة بالنسبة له.

نظرًا لتطبيق قوة الجاذبية (الوزن) على الدعامة، فإنها تتشوه وتتصدى لقوة الجاذبية بسبب مرونتها. تسمى القوى التي تم تطويرها في هذه الحالة من جانب الدعم قوى رد الفعل الداعمة، وتسمى ظاهرة تطور رد الفعل المضاد بحد ذاتها رد فعل الدعم. ووفقا لقانون نيوتن الثالث، فإن قوة رد الفعل الداعمة تساوي قوة جاذبية الجسم وتعاكسها في الاتجاه.

إذا تحرك شخص على مسند مع تسارع أجزاء جسمه الموجهة من المسند، فإن قوة رد فعل المسند تزداد بمقدار ma، حيث m هي كتلة الشخص، وهو التسارع الذي به تتحرك أجزاء من جسده. يمكن تسجيل هذه التأثيرات الديناميكية باستخدام أجهزة قياس الضغط (المخططات الديناميكية).

لا ينبغي الخلط بين الوزن ووزن الجسم. كتلة الجسم تميز خصائصه الخاملة ولا تعتمد على قوة الجاذبية ولا على التسارع الذي يتحرك به.

يحدد وزن الجسم القوة التي يؤثر بها على الدعامة ويعتمد على كل من قوة الجاذبية وتسارع الحركة.

على سبيل المثال، وزن الجسم على القمر أقل بحوالي 6 مرات من وزن الجسم على الأرض. الكتلة في كلتا الحالتين هي نفسها وتتحدد بكمية المادة الموجودة في الجسم.

في الحياة اليومية والتكنولوجيا والرياضة، غالبًا ما يُشار إلى الوزن ليس بالنيوتن (N)، ولكن بالكيلوجرام من القوة (kgf). يتم الانتقال من وحدة إلى أخرى وفقًا للصيغة: 1 كجم = 9.8 ن.

وعندما يكون الدعامة والجسم ساكنين فإن كتلة الجسم تكون مساوية لجاذبية هذا الجسم. عندما يتحرك الدعم والجسم مع بعض التسارع، اعتمادا على اتجاهه، يمكن للجسم أن يعاني إما من انعدام الوزن أو الحمل الزائد. عندما يتزامن التسارع في الاتجاه ويساوي تسارع الجاذبية، سيكون وزن الجسم صفرًا، وبالتالي تنشأ حالة انعدام الوزن (ISS، مصعد عالي السرعة عند النزول إلى الأسفل). عندما يكون تسارع حركة الدعم عكس تسارع السقوط الحر، فإن الشخص يعاني من الحمل الزائد (إطلاق مركبة فضائية مأهولة من سطح الأرض، مصعد عالي السرعة يرتفع إلى الأعلى).

اكتشف نيوتن قانون الجذب العام عام 1687 أثناء دراسته لحركة القمر الصناعي حول الأرض. لقد صاغ الفيزيائي الإنجليزي بوضوح مسلمة تميز قوى الجذب. بالإضافة إلى ذلك، من خلال تحليل قوانين كيبلر، حسبت نيوتن أن قوى الجاذبية يجب أن تكون موجودة ليس فقط على كوكبنا، ولكن أيضًا في الفضاء.

خلفية

قانون الجاذبية الكونية لم يولد تلقائيا. منذ العصور القديمة، درس الناس السماء، وذلك أساسًا لتجميع التقويمات الزراعية، وحساب التواريخ المهمة، والأعياد الدينية. وتشير الملاحظات إلى أنه يوجد في مركز "العالم" نجم (شمس)، تدور حوله الأجرام السماوية في مداراتها. بعد ذلك، لم تسمح عقائد الكنيسة بالنظر في ذلك، وفقد الناس المعرفة المتراكمة على مدى آلاف السنين.

في القرن السادس عشر، قبل اختراع التلسكوبات، ظهرت مجرة ​​من علماء الفلك الذين نظروا إلى السماء بطريقة علمية، متجاهلين محظورات الكنيسة. قام T. Brahe، الذي كان يراقب الفضاء لسنوات عديدة، بتنظيم حركات الكواكب بعناية خاصة. ساعدت هذه البيانات الدقيقة للغاية آي كيبلر على اكتشاف قوانينه الثلاثة فيما بعد.

بحلول الوقت الذي اكتشف فيه إسحاق نيوتن قانون الجاذبية (1667)، تم تأسيس نظام مركزية الشمس لعالم ن. كوبرنيكوس أخيرًا في علم الفلك. ووفقاً لها، يدور كل كوكب من كواكب النظام حول الشمس في مدارات يمكن اعتبارها دائرية، بتقريب كافٍ لإجراء العديد من الحسابات. في بداية القرن السابع عشر. I. Kepler، بتحليل أعمال T. Brahe، أنشأت قوانين حركية تميز حركات الكواكب. وأصبح هذا الاكتشاف الأساس لتوضيح ديناميكيات حركة الكواكب، أي القوى التي تحدد بالضبط هذا النوع من حركتها.

وصف التفاعل

على عكس التفاعلات الضعيفة والقوية قصيرة المدى، تتمتع الجاذبية والمجالات الكهرومغناطيسية بخصائص بعيدة المدى: حيث يتجلى تأثيرها على مسافات هائلة. تتأثر الظواهر الميكانيكية في الكون الكبير بقوتين: الكهرومغناطيسية والجاذبية. تأثير الكواكب على الأقمار الصناعية، ورحلة جسم تم إلقاؤه أو إطلاقه، وطفو جسم في سائل - تعمل قوى الجاذبية في كل من هذه الظواهر. تنجذب هذه الأجسام إلى الكوكب وتنجذب نحوه، ومن هنا جاء اسم "قانون الجاذبية العالمية".

لقد ثبت أن هناك بالتأكيد قوة جذب متبادل بين الأجسام المادية. تسمى الظواهر مثل سقوط الأجسام على الأرض، ودوران القمر والكواكب حول الشمس، التي تحدث تحت تأثير قوى الجاذبية العالمية، بالجاذبية.

قانون الجاذبية العالمية: الصيغة

يتم صياغة الجاذبية العالمية على النحو التالي: أي جسمين ماديين ينجذبان لبعضهما البعض بقوة معينة. ويتناسب حجم هذه القوة طرديًا مع حاصل ضرب كتل هذه الأجسام ويتناسب عكسيًا مع مربع المسافة بينهما:

في الصيغة، m1 وm2 هما كتل الأشياء المادية التي تتم دراستها؛ r هي المسافة المحددة بين مراكز كتلة الأجسام المحسوبة؛ G هي كمية جاذبية ثابتة تعبر عن القوة التي يحدث بها التجاذب المتبادل بين جسمين يزن كل منهما 1 كجم، ويقعان على مسافة 1 متر.

على ماذا تعتمد قوة الجذب؟

قانون الجاذبية يعمل بشكل مختلف اعتمادا على المنطقة. وبما أن قوة الجاذبية تعتمد على قيم خط العرض في منطقة معينة، كذلك فإن تسارع الجاذبية له قيم مختلفة في أماكن مختلفة. إن قوة الجاذبية، وبالتالي تسارع السقوط الحر، لها قيمة قصوى عند قطبي الأرض - قوة الجاذبية عند هذه النقاط تساوي قوة الجذب. القيم الدنيا ستكون عند خط الاستواء.

الكرة الأرضية مسطحة قليلاً، ونصف قطرها القطبي أقل بحوالي 21.5 كم من نصف القطر الاستوائي. ومع ذلك، فإن هذا الاعتماد أقل أهمية مقارنة بالدوران اليومي للأرض. وتظهر الحسابات أنه بسبب تفلطح الأرض عند خط الاستواء، فإن حجم تسارع الجاذبية أقل بقليل من قيمته عند القطب بنسبة 0.18%، وبعد الدوران اليومي - بنسبة 0.34%.

ومع ذلك، في نفس المكان على الأرض، تكون الزاوية بين متجهات الاتجاه صغيرة، وبالتالي فإن التناقض بين قوة الجذب وقوة الجاذبية غير مهم، ويمكن إهماله في الحسابات. أي يمكننا أن نفترض أن وحدات هذه القوى هي نفسها - تسارع الجاذبية بالقرب من سطح الأرض هو نفسه في كل مكان ويبلغ حوالي 9.8 م/ث².

خاتمة

كان إسحاق نيوتن عالماً قام بثورة علمية، وأعاد بناء مبادئ الديناميكيات بالكامل، وعلى أساسها أنشأ صورة علمية للعالم. أثر اكتشافه على تطور العلوم وخلق الثقافة المادية والروحية. لقد وقع على عاتق نيوتن أن يراجع نتائج فكرة العالم. في القرن السابع عشر لقد أكمل العلماء العمل الضخم المتمثل في بناء أساس علم جديد - الفيزياء.