સરળ શબ્દોમાં ગુરુત્વાકર્ષણ શું છે. ગુરુત્વાકર્ષણ શું છે? ગુરુત્વાકર્ષણ અને પ્રાથમિક કણો

ગુરુત્વાકર્ષણ બળ એ બળ છે જેના વડે એક બીજાથી ચોક્કસ અંતરે સ્થિત ચોક્કસ સમૂહના શરીર એકબીજા તરફ આકર્ષાય છે.

અંગ્રેજ વૈજ્ઞાનિક આઇઝેક ન્યુટને 1867માં સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમની શોધ કરી હતી. આ મિકેનિક્સના મૂળભૂત નિયમોમાંનો એક છે. આ કાયદાનો સાર નીચે મુજબ છે:કોઈપણ બે ભૌતિક કણો તેમના દળના ઉત્પાદનના સીધા પ્રમાણમાં અને તેમની વચ્ચેના અંતરના વર્ગના વિપરિત પ્રમાણસર બળ સાથે એકબીજા તરફ આકર્ષાય છે.

ગુરુત્વાકર્ષણ બળ એ પ્રથમ બળ છે જે વ્યક્તિએ અનુભવ્યું હતું. આ તે બળ છે જેની સાથે પૃથ્વી તેની સપાટી પર સ્થિત તમામ સંસ્થાઓ પર કાર્ય કરે છે. અને કોઈપણ વ્યક્તિ આ બળને પોતાના વજન તરીકે અનુભવે છે.

ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો

એક દંતકથા છે કે ન્યૂટને સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ આકસ્મિક રીતે શોધી કાઢ્યો હતો, જ્યારે સાંજે તેના માતાપિતાના બગીચામાં ચાલતા હતા. સર્જનાત્મક લોકોસતત શોધમાં છે, અને વૈજ્ઞાનિક શોધો- આ નથી ત્વરિત આંતરદૃષ્ટિ, પરંતુ લાંબા ગાળાના માનસિક કાર્યનું ફળ. સફરજનના ઝાડ નીચે બેસીને ન્યૂટન બીજા વિચાર પર વિચાર કરી રહ્યો હતો અને અચાનક તેના માથા પર એક સફરજન પડ્યું. ન્યૂટન સમજી ગયા કે સફરજન પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ બળના પરિણામે પડ્યું. “પણ ચંદ્ર પૃથ્વી પર કેમ પડતો નથી? - તેણે વિચાર્યું. "આનો અર્થ એ છે કે તેના પર અન્ય કોઈ બળ કાર્ય કરે છે જે તેને ભ્રમણકક્ષામાં રાખે છે." આ રીતે પ્રખ્યાત છે સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો.

વૈજ્ઞાનિકો જેમણે અગાઉ પરિભ્રમણનો અભ્યાસ કર્યો હતો અવકાશી પદાર્થો, માનવામાં આવે છે કે અવકાશી પદાર્થો કેટલાક સંપૂર્ણપણે અલગ કાયદાઓનું પાલન કરે છે. એટલે કે, એવું માનવામાં આવતું હતું કે પૃથ્વીની સપાટી પર અને અવકાશમાં ગુરુત્વાકર્ષણના સંપૂર્ણપણે અલગ નિયમો છે.

ન્યુટને આ સૂચિત પ્રકારના ગુરુત્વાકર્ષણને જોડ્યું. ગ્રહોની ગતિનું વર્ણન કરતા કેપ્લરના નિયમોનું વિશ્લેષણ કરીને, તે નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે કોઈપણ શરીર વચ્ચે આકર્ષણનું બળ ઉદ્ભવે છે. એટલે કે, બગીચામાં પડેલા સફરજન અને અવકાશમાંના ગ્રહો બંને પર સમાન કાયદાનું પાલન કરનારા દળો દ્વારા કાર્ય કરવામાં આવે છે - સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો.

ન્યૂટને સ્થાપિત કર્યું કે ગ્રહો વચ્ચે આકર્ષણનું બળ હોય તો જ કેપલરના નિયમો લાગુ પડે છે. અને આ બળ ગ્રહોના સમૂહના સીધા પ્રમાણસર છે અને તેમની વચ્ચેના અંતરના વર્ગના વિપરિત પ્રમાણસર છે.

આકર્ષણના બળની ગણતરી સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે F=G m 1 m 2 / r 2

મી 1 - પ્રથમ શરીરનો સમૂહ;

મીટર 2- બીજા શરીરનો સમૂહ;

આર - શરીર વચ્ચેનું અંતર;

જી - પ્રમાણસરતા ગુણાંક, જેને કહેવામાં આવે છે ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિરઅથવા સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણની સ્થિરતા.

તેનું મૂલ્ય પ્રાયોગિક ધોરણે નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું. જી= 6.67 10 -11 Nm 2 /kg 2

જો બે સામગ્રી બિંદુઓએકમ સમૂહના સમાન સમૂહ સાથે અંતરે છે એક સમાનઅંતર, પછી તેઓ સમાન બળ સાથે આકર્ષે છેજી.

આકર્ષણના બળો ગુરુત્વાકર્ષણ બળ છે. તેમને પણ કહેવામાં આવે છે ગુરુત્વાકર્ષણ દળો. તેઓ સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના કાયદાને આધીન છે અને દરેક જગ્યાએ દેખાય છે, કારણ કે તમામ શરીરમાં સમૂહ છે.

ગુરુત્વાકર્ષણ

પૃથ્વીની સપાટીની નજીકનું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ એ બળ છે જેના વડે તમામ શરીર પૃથ્વી તરફ આકર્ષાય છે. તેઓ તેણીને બોલાવે છે ગુરુત્વાકર્ષણ. જો પૃથ્વીની સપાટીથી શરીરનું અંતર પૃથ્વીની ત્રિજ્યાની તુલનામાં નાનું હોય તો તેને સ્થિર ગણવામાં આવે છે.

ગુરુત્વાકર્ષણ બળ હોવાથી, જે છે ગુરુત્વાકર્ષણ બળ, ગ્રહના સમૂહ અને ત્રિજ્યા પર આધાર રાખે છે, પછી પર વિવિધ ગ્રહોતે અલગ હશે. ચંદ્રની ત્રિજ્યાથી ત્રિજ્યા કરતાં ઓછીપૃથ્વી, પછી ચંદ્ર પર ગુરુત્વાકર્ષણ બળ પૃથ્વી કરતાં 6 ગણું ઓછું છે. ગુરુ પર, તેનાથી વિપરીત, ગુરુત્વાકર્ષણ બળ પૃથ્વી પરના ગુરુત્વાકર્ષણ બળ કરતાં 2.4 ગણું વધારે છે. પરંતુ શરીરનું વજન સતત રહે છે, પછી ભલે તે ક્યાં પણ માપવામાં આવે.

ઘણા લોકો વજન અને ગુરુત્વાકર્ષણનો અર્થ મૂંઝવણમાં મૂકે છે, એવું માનીને કે ગુરુત્વાકર્ષણ હંમેશા વજન જેટલું જ હોય ​​છે. પરંતુ તે સાચું નથી.

જે બળથી શરીર આધાર પર દબાવે છે અથવા સસ્પેન્શનને ખેંચે છે તે વજન છે. જો તમે સપોર્ટ અથવા સસ્પેન્શનને દૂર કરો છો, તો શરીર પ્રવેગક સાથે પડવાનું શરૂ કરશે મફત પતનગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ. ગુરુત્વાકર્ષણ બળ શરીરના સમૂહના પ્રમાણસર છે. તે સૂત્ર દ્વારા ગણવામાં આવે છેએફ= મી g , જ્યાં m- શરીરનું વજન, g -ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગક.

શરીરનું વજન બદલાઈ શકે છે અને ક્યારેક સંપૂર્ણપણે અદૃશ્ય થઈ શકે છે. ચાલો કલ્પના કરીએ કે આપણે ઉપરના માળે લિફ્ટમાં છીએ. એલિવેટર તે વર્થ છે. આ ક્ષણે, આપણું વજન P અને ગુરુત્વાકર્ષણ બળ F કે જેની સાથે પૃથ્વી આપણને આકર્ષે છે તે સમાન છે. પરંતુ તરત જ લિફ્ટ પ્રવેગ સાથે નીચે તરફ જવા લાગી એ , વજન અને ગુરુત્વાકર્ષણ હવે સમાન નથી. ન્યુટનના બીજા નિયમ મુજબમિલિગ્રામ+ P = ma. Р =m g -મા.

ફોર્મ્યુલા પરથી તે સ્પષ્ટ છે કે જેમ જેમ આપણે નીચે ગયા તેમ તેમ આપણું વજન ઘટતું ગયું.

એ ક્ષણે જ્યારે લિફ્ટે ઝડપ પકડી અને પ્રવેગ વિના આગળ વધવાનું શરૂ કર્યું, ત્યારે અમારું વજન ફરીથી બળ સમાનગુરુત્વાકર્ષણ અને જ્યારે લિફ્ટ ધીમી થવા લાગી ત્યારે પ્રવેગક એનકારાત્મક બની ગયું અને વજન વધ્યું. ઓવરલોડ સેટ થાય છે.

અને જો શરીર મુક્ત પતનના પ્રવેગ સાથે નીચે તરફ જાય છે, તો વજન સંપૂર્ણપણે શૂન્ય થઈ જશે.

મુ a=g આર=mg-ma=mg - mg=0

આ વજનહીનતાની સ્થિતિ છે.

તેથી, અપવાદ વિના ભૌતિક સંસ્થાઓબ્રહ્માંડમાં સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમનું પાલન કરો. અને સૂર્યની આસપાસના ગ્રહો અને પૃથ્વીની સપાટીની નજીક સ્થિત તમામ સંસ્થાઓ.

તમે મને કયા કાયદાથી ફાંસી પર લટકાવી રહ્યા છો?
- અને અમે દરેકને એક કાયદા - કાયદા અનુસાર ફાંસી આપીએ છીએ સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણ.

ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો

ગુરુત્વાકર્ષણની ઘટના એ સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ છે. બે સંસ્થાઓ એકબીજા પર એવા બળ સાથે કાર્ય કરે છે જે તેમની વચ્ચેના અંતરના વર્ગના વિપરિત પ્રમાણસર હોય છે અને તેમના સમૂહના ઉત્પાદનના સીધા પ્રમાણસર હોય છે.

ગાણિતિક રીતે આપણે આ મહાન નિયમને સૂત્ર દ્વારા વ્યક્ત કરી શકીએ છીએ

ગુરુત્વાકર્ષણ કાર્ય કરે છે વિશાળ અંતરબ્રહ્માંડમાં પરંતુ ન્યૂટને દલીલ કરી હતી કે તમામ વસ્તુઓ પરસ્પર આકર્ષિત થાય છે. શું તે સાચું છે કે કોઈપણ બે પદાર્થો એકબીજાને આકર્ષે છે? જરા કલ્પના કરો, તે જાણીતું છે કે પૃથ્વી તમને ખુરશી પર બેસીને આકર્ષે છે. પરંતુ શું તમે ક્યારેય વિચાર્યું છે કે કોમ્પ્યુટર અને માઉસ એકબીજાને આકર્ષે છે? અથવા ટેબલ પર પડેલી પેન્સિલ અને પેન? આ કિસ્સામાં, અમે પેનનો સમૂહ, પેન્સિલના સમૂહને સૂત્રમાં બદલીએ છીએ, તેમની વચ્ચેના અંતરના વર્ગ દ્વારા વિભાજીત કરીએ છીએ, ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિરાંકને ધ્યાનમાં લઈને, અમે તેમનું બળ મેળવીએ છીએ. પરસ્પર આકર્ષણ. પરંતુ તે એટલું નાનું હશે (પેન અને પેન્સિલના નાના સમૂહને કારણે) કે આપણે તેની હાજરી અનુભવતા નથી. જ્યારે તે બીજી બાબત છે અમે વાત કરી રહ્યા છીએપૃથ્વી અને ખુરશી, અથવા સૂર્ય અને પૃથ્વી વિશે. જનતા નોંધપાત્ર છે, જેનો અર્થ છે કે આપણે પહેલાથી જ બળની અસરનું મૂલ્યાંકન કરી શકીએ છીએ.

ચાલો ફ્રી ફોલના પ્રવેગને યાદ કરીએ. આ આકર્ષણના નિયમની અસર છે. બળના પ્રભાવ હેઠળ, શરીર જેટલી ધીમે ધીમે ગતિમાં ફેરફાર કરે છે, તેટલું જ તેનું દળ વધારે છે. પરિણામે, બધા શરીર સમાન પ્રવેગ સાથે પૃથ્વી પર પડે છે.

આ અદૃશ્ય અનન્ય બળનું કારણ શું છે? આજે ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રનું અસ્તિત્વ જાણીતું અને સાબિત થયું છે. તમે માં ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રની પ્રકૃતિ વિશે વધુ જાણી શકો છો વધારાની સામગ્રીવિષયો

તે વિશે વિચારો, ગુરુત્વાકર્ષણ શું છે? તે ક્યાંથી છે? તે શું છે? ચોક્કસ એવું ન હોઈ શકે કે ગ્રહ સૂર્ય તરફ જુએ, તે કેટલો દૂર છે તે જુએ અને આ નિયમ અનુસાર અંતરના વ્યસ્ત વર્ગની ગણતરી કરે?

ગુરુત્વાકર્ષણની દિશા

ત્યાં બે શરીર છે, તે શરીર A અને B હોઈ શકે છે. શરીર A શરીર B ને આકર્ષે છે. શરીર A શરીર B પર જે બળથી કાર્ય કરે છે તે શરૂ થાય છે અને શરીર A તરફ નિર્દેશિત થાય છે. એટલે કે, તે શરીર B "લે" છે અને તેને તરફ ખેંચે છે. પોતે બોડી B બોડી A માટે સમાન વસ્તુ "કરે છે".

દરેક શરીર પૃથ્વી દ્વારા આકર્ષાય છે. પૃથ્વી શરીરને "લે છે" અને તેને તેના કેન્દ્ર તરફ ખેંચે છે. તેથી, આ બળ હંમેશા ઊભી રીતે નીચે તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવશે, અને તે શરીરના ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રમાંથી લાગુ થાય છે, તેને ગુરુત્વાકર્ષણ બળ કહેવામાં આવે છે.

યાદ રાખવાની મુખ્ય વસ્તુ

ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય સંશોધનની કેટલીક પદ્ધતિઓ, ભરતીની આગાહી અને તાજેતરમાંગતિ ગણતરી કૃત્રિમ ઉપગ્રહોઅને આંતરગ્રહીય સ્ટેશનો. ગ્રહોની સ્થિતિની અગાઉથી ગણતરી.

શું આપણે આવો પ્રયોગ જાતે કરી શકીએ છીએ, અને અનુમાન કરી શકતા નથી કે ગ્રહો અને પદાર્થો આકર્ષાય છે કે કેમ?

એવો સીધો અનુભવ કરાવ્યો કેવેન્ડિશ (હેનરી કેવેન્ડિશ (1731-1810) - અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રી અને રસાયણશાસ્ત્રી)આકૃતિમાં બતાવેલ ઉપકરણનો ઉપયોગ કરીને. ખૂબ જ પાતળા ક્વાર્ટઝ થ્રેડ પર બે બોલ સાથે સળિયા લટકાવવાનો અને પછી બાજુથી બે મોટા લીડ બોલને તેમની તરફ લાવવાનો વિચાર હતો. દડાઓનું આકર્ષણ થ્રેડને સહેજ ટ્વિસ્ટ કરશે - સહેજ, કારણ કે સામાન્ય વસ્તુઓ વચ્ચેના આકર્ષણના દળો ખૂબ નબળા છે. આવા ઉપકરણની મદદથી, કેવેન્ડિશ બંને સમૂહના બળ, અંતર અને તીવ્રતાને સીધું માપવામાં સક્ષમ હતું અને આમ, નિર્ધારિત ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિર જી.

ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિર G ની અનન્ય શોધ, જે અવકાશમાં ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રને દર્શાવે છે, તેને પૃથ્વી, સૂર્ય અને અન્ય અવકાશી પદાર્થોના સમૂહને નિર્ધારિત કરવાનું શક્ય બનાવ્યું. તેથી, કેવેન્ડિશ તેના અનુભવને "પૃથ્વીનું વજન" કહે છે.

તે રસપ્રદ છે કે વિવિધ કાયદાકેટલાક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ છે સામાન્ય લક્ષણો. ચાલો વીજળીના નિયમો (કુલોમ્બ ફોર્સ) તરફ વળીએ. વિદ્યુત દળો પણ અંતરના ચોરસના વિપરિત પ્રમાણસર હોય છે, પરંતુ ચાર્જ વચ્ચે, અને વિચાર અનૈચ્છિક રીતે ઉદ્ભવે છે કે આ પેટર્ન છુપાવે છે. ઊંડો અર્થ. અત્યાર સુધી, કોઈ પણ વ્યક્તિ ગુરુત્વાકર્ષણ અને વિદ્યુતને બે તરીકે કલ્પના કરી શક્યું નથી વિવિધ અભિવ્યક્તિઓસમાન એન્ટિટી.

અહીં બળ પણ અંતરના વર્ગ સાથે વિપરીત રીતે બદલાય છે, પરંતુ વિદ્યુત અને ગુરુત્વાકર્ષણ બળોની તીવ્રતામાં તફાવત આશ્ચર્યજનક છે. ઇન્સ્ટોલ કરવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યાં છે સામાન્ય પ્રકૃતિગુરુત્વાકર્ષણ અને વીજળી, અમે ગુરુત્વાકર્ષણ દળો પર વિદ્યુત દળોની એટલી શ્રેષ્ઠતા શોધીએ છીએ કે તે માનવું મુશ્કેલ છે કે બંનેનો સ્ત્રોત સમાન છે. તમે કેવી રીતે કહી શકો કે એક બીજા કરતાં વધુ શક્તિશાળી છે? છેવટે, બધું સમૂહ શું છે અને ચાર્જ શું છે તેના પર આધાર રાખે છે. ગુરુત્વાકર્ષણ કેટલી મજબૂત રીતે કાર્ય કરે છે તેની ચર્ચા કરતી વખતે, તમને કહેવાનો કોઈ અધિકાર નથી: "ચાલો આવા અને આવા કદનો સમૂહ લઈએ," કારણ કે તમે તેને જાતે પસંદ કરો છો. પરંતુ જો આપણે કુદરત પોતે જે આપે છે તે લઈએ તો (તેણી eigenvaluesઅને એવા પગલાં કે જેને આપણા ઇંચ, વર્ષો, આપણા માપ સાથે કોઈ લેવાદેવા નથી), તો પછી આપણે સરખામણી કરી શકીએ છીએ. આપણે પ્રાથમિક ચાર્જ થયેલ કણ લઈએ છીએ, જેમ કે ઈલેક્ટ્રોન. બે પ્રાથમિક કણો, બે ઇલેક્ટ્રોન, કારણે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જતેમની વચ્ચેના અંતરના વર્ગના વિપરિત પ્રમાણસર બળ વડે એકબીજાને ભગાડે છે અને ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે તેઓ અંતરના વર્ગના વિપરિત પ્રમાણસર બળ સાથે ફરી એકબીજા તરફ આકર્ષાય છે.

પ્રશ્ન: ગુરુત્વાકર્ષણ બળનો ગુણોત્તર શું છે વિદ્યુત બળ? ગુરુત્વાકર્ષણ એ વિદ્યુત પ્રતિકૂળતા છે કારણ કે એક 42 શૂન્ય સાથેની સંખ્યા છે. આ સૌથી ઊંડી ચિંતાનું કારણ બને છે. આટલી મોટી સંખ્યા ક્યાંથી આવી શકે?

લોકો અન્ય કુદરતી ઘટનાઓમાં આ વિશાળ ગુણાંક શોધે છે. તેઓ તમામ પ્રકારનામાંથી પસાર થાય છે મોટી સંખ્યાઓઅને જો તમને જરૂર હોય મોટી સંખ્યામાં, શા માટે ન લો, કહો કે, બ્રહ્માંડના વ્યાસ અને પ્રોટોનના વ્યાસનો ગુણોત્તર - આશ્ચર્યજનક રીતે, આ 42 શૂન્ય સાથેની સંખ્યા પણ છે. અને તેથી તેઓ કહે છે: કદાચ આ ગુણાંક ગુણોત્તર સમાનપ્રોટોનનો વ્યાસ બ્રહ્માંડના વ્યાસ સુધી? આ એક રસપ્રદ વિચાર છે, પરંતુ જેમ જેમ બ્રહ્માંડ ધીમે ધીમે વિસ્તરતું જાય છે, તેમ તેમ થવું જોઈએ ગુરુત્વાકર્ષણની સ્થિરતા. જો કે આ પૂર્વધારણા હજુ સુધી રદ કરવામાં આવી નથી, અમારી પાસે તેની તરફેણમાં કોઈ પુરાવા નથી. તેનાથી વિપરીત, કેટલાક પુરાવા સૂચવે છે કે ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિરાંક આ રીતે બદલાયો નથી. આ વિશાળ સંખ્યા આજે પણ એક રહસ્ય છે.

આઈન્સ્ટાઈને સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતો અનુસાર ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમોમાં ફેરફાર કરવો પડ્યો. આમાંનો પહેલો સિદ્ધાંત જણાવે છે કે x નું અંતર તરત જ પાર કરી શકાતું નથી, જ્યારે ન્યુટનના સિદ્ધાંત મુજબ, દળો તરત જ કાર્ય કરે છે. આઈન્સ્ટાઈને ન્યૂટનના નિયમો બદલવા પડ્યા. આ ફેરફારો અને સ્પષ્ટતાઓ ખૂબ નાના છે. તેમાંથી એક આ છે: કારણ કે પ્રકાશમાં ઊર્જા હોય છે, ઊર્જા સમૂહની સમકક્ષ હોય છે, અને તમામ લોકો આકર્ષાય છે, પ્રકાશ પણ આકર્ષિત થાય છે અને તેથી, સૂર્યની નજીકથી પસાર થવું, તેને વિચલિત કરવું આવશ્યક છે. આ રીતે તે ખરેખર થાય છે. આઈન્સ્ટાઈનના સિદ્ધાંતમાં ગુરુત્વાકર્ષણ બળમાં પણ થોડો ફેરફાર કરવામાં આવ્યો છે. પરંતુ ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમમાં આ ખૂબ જ નાનો ફેરફાર બુધની ગતિમાં દેખીતી કેટલીક અનિયમિતતાઓને સમજાવવા માટે પૂરતો છે.

માઇક્રોવર્લ્ડમાં ભૌતિક અસાધારણ ઘટના વિશ્વની ઘટનાઓ કરતાં જુદા કાયદાને આધીન છે મોટા પાયે. પ્રશ્ન ઊભો થાય છે: નાના ભીંગડાની દુનિયામાં ગુરુત્વાકર્ષણ કેવી રીતે પ્રગટ થાય છે? ગુરુત્વાકર્ષણની ક્વોન્ટમ થિયરી તેનો જવાબ આપશે. પણ ક્વોન્ટમ થિયરીહજુ સુધી કોઈ ગુરુત્વાકર્ષણ નથી. લોકો હજુ સુધી ક્વોન્ટમ યાંત્રિક સિદ્ધાંતો અને અનિશ્ચિતતા સિદ્ધાંત સાથે સંપૂર્ણ રીતે સુસંગત હોય તેવા ગુરુત્વાકર્ષણનો સિદ્ધાંત બનાવવામાં સફળ થયા નથી.

ગુરુત્વાકર્ષણ એ મોટે ભાગે સરળ ખ્યાલ છે, જે શાળાના સમયથી દરેક વ્યક્તિ માટે જાણીતું છે. ન્યુટનના માથા પર સફરજન કેવી રીતે પડ્યું અને તેણે સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ શોધી કાઢ્યો તેની વાર્તા આપણે બધાને યાદ છે. જો કે, બધું લાગે તેટલું સરળ નથી. તે લેખમાં આપણે પ્રશ્નનો સ્પષ્ટ અને વ્યાપક જવાબ આપવાનો પ્રયત્ન કરીશું: ગુરુત્વાકર્ષણ શું છે? અમે આ રસપ્રદ ઘટના વિશેની મુખ્ય દંતકથાઓ અને ગેરસમજોને પણ ધ્યાનમાં લઈશું.

બોલતા સરળ શબ્દોમાં, ગુરુત્વાકર્ષણ એ બ્રહ્માંડમાં કોઈપણ બે પદાર્થો વચ્ચેનું આકર્ષણ છે. શરીરના સમૂહ અને એકથી બીજાનું અંતર જાણીને ગુરુત્વાકર્ષણ નક્કી કરી શકાય છે. ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્ર જેટલું મજબૂત છે, શરીરનું વજન વધારે છે અને તેનું પ્રવેગક વધારે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ચંદ્ર પર અવકાશયાત્રીનું વજન પૃથ્વી કરતાં છ ગણું ઓછું હશે. ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રની શક્તિ તેની આસપાસના પદાર્થના કદ પર આધારિત છે. આમ, ચંદ્રનું ગુરુત્વાકર્ષણ પૃથ્વી કરતાં છ ગણું ઓછું છે. પ્રથમ વખત તેણે આ વાતને વૈજ્ઞાનિક રીતે સાબિત કરી અને તેની મદદથી સાબિત કર્યું ગાણિતિક ગણતરીઓ 17મી સદીમાં પાછા, આઇઝેક ન્યૂટન.

ન્યુટનના માથા પર શું પડ્યું?

એ હકીકત હોવા છતાં કે મહાન અંગ્રેજી વૈજ્ઞાનિકે પોતે સફરજન અને માથાની ઇજા વિશેની જાણીતી દંતકથાની આંશિક પુષ્ટિ કરી હતી, તેમ છતાં, હવે આપણે વિશ્વાસ સાથે કહી શકીએ કે સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના કાયદાની શોધ દરમિયાન કોઈ ઇજાઓ અથવા આંતરદૃષ્ટિ નહોતી. જે પાયામાં નવા યુગનો પાયો નાખ્યો હતો કુદરતી વિજ્ઞાન, "નેચરલ ફિલોસોફીના ગાણિતિક સિદ્ધાંતો" કૃતિ બની. તેમાં ન્યૂટન ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમનું વર્ણન કરે છે અને મહત્વપૂર્ણ કાયદામાટે તેમના દ્વારા શોધાયેલ મિકેનિક્સ ઘણા વર્ષો સુધીસખત મહેનત પ્રખ્યાત ભૌતિકશાસ્ત્રીએક તેજસ્વી વૈજ્ઞાનિકને શોભે તેટલો આરામથી અને વિવેકપૂર્ણ સ્વભાવનો હતો. અને તેથી, ગુરુત્વાકર્ષણની પ્રકૃતિ વિશે વિચારવાની શરૂઆતથી લઈને પ્રકાશન સુધી વૈજ્ઞાનિક કાર્યતેના વિશે 20 વર્ષથી વધુ સમય વીતી ગયો છે. જો કે, પડી ગયેલા ફળ વિશેની દંતકથાનો કોઈ વાસ્તવિક આધાર હોઈ શકે છે, પરંતુ ભૌતિકશાસ્ત્રીનું માથું ચોક્કસપણે અકબંધ રહ્યું છે.

આકર્ષણના નિયમોનો અભ્યાસ આઇઝેક ન્યૂટન પહેલાં વિવિધ વૈજ્ઞાનિક વ્યક્તિઓ દ્વારા કરવામાં આવ્યો હતો. પરંતુ ગુરુત્વાકર્ષણ અને ગ્રહોની હિલચાલ વચ્ચેનો સીધો સંબંધ ગાણિતિક રીતે સાબિત કરનાર તે જ પ્રથમ હતો. એટલે કે, શાખામાંથી પડતું સફરજન અને પૃથ્વીની આસપાસ ચંદ્રનું પરિભ્રમણ સમાન બળ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે - ગુરુત્વાકર્ષણ. અને તે બ્રહ્માંડમાં કોઈપણ બે શરીર પર કાર્ય કરે છે. આ શોધોએ કહેવાતા માટે પાયો નાખ્યો અવકાશી મિકેનિક્સ, તેમજ ગતિશાસ્ત્રનું વિજ્ઞાન. સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત અને ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના આગમન સુધી ન્યૂટોનિયન મોડલ બે સદીઓથી વધુ સમય સુધી વિજ્ઞાન પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે.

આધુનિક વૈજ્ઞાનિકો ગુરુત્વાકર્ષણ વિશે શું માને છે?

ગુરુત્વાકર્ષણ એ ચાર પૈકી સૌથી નબળું છે આ ક્ષણે મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ, જેમાંથી બનેલા તમામ કણો અને શરીર તેનું પાલન કરે છે. ઉપરાંત ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઆમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક, મજબૂત અને નબળાનો પણ સમાવેશ થાય છે. તેના આધારે તેમનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે વિવિધ સિદ્ધાંતો, ઉદાહરણ તરીકે, નાના ગુરુત્વાકર્ષણની અંદાજિત ગતિમાં, ન્યૂટનના ગુરુત્વાકર્ષણ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ થાય છે. અને માં સામાન્ય કેસઆઈન્સ્ટાઈનના સાપેક્ષતાના સામાન્ય સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરો. વધુમાં, માં ગુરુત્વાકર્ષણનું વર્ણન ક્વોન્ટમ મર્યાદાક્વોન્ટમ થિયરીનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવશે જે હજુ સુધી દેખાઈ નથી.

અલબત્ત, આજે ભૌતિકશાસ્ત્ર જટિલ છે અને આપણી આસપાસના વિશ્વ વિશેના વિચારોથી ઘણું આગળ છે સામાન્ય વ્યક્તિ. પરંતુ ઓછામાં ઓછા મૂળભૂત ખ્યાલોના સ્તરે તેમાં રસ હોવો જરૂરી છે, કારણ કે તે ખૂબ જ શક્ય છે કે નજીકના ભવિષ્યમાં આપણે આ ક્ષેત્રમાં અદ્ભુત શોધો જોઈ શકીએ જે માનવજાતના જીવનમાં ધરમૂળથી પરિવર્તન લાવશે. જો તમે સમજી શકતા નથી કે શું થઈ રહ્યું છે તો તે બેડોળ હશે.

ગુરુત્વાકર્ષણ વિશે દંતકથાઓ

આમાં માત્ર અજ્ઞાન જ નહીં, પણ સતત નવી શોધો વૈજ્ઞાનિક ક્ષેત્રગુરુત્વાકર્ષણ વિશે વિવિધ વાહિયાતતા અને દંતકથાઓને જન્મ આપે છે. તેથી, આ અનન્ય ઘટના વિશે કેટલીક સામાન્ય ગેરસમજો:

• કૃત્રિમ ઉપગ્રહો ક્યારેય પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષા છોડશે નહીં અને હંમેશા તેની આસપાસ ફરશે. આ વાત સાચી નથી. મુદ્દો એ છે કે વધુમાં ગુરુત્વાકર્ષણઅવકાશમાં અન્ય લોકો છે વિવિધ પરિબળો, શરીરની ભ્રમણકક્ષાને અસર કરે છે. આમાં નીચી ભ્રમણકક્ષા માટે વાતાવરણીય મંદીનો સમાવેશ થાય છે ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રોચંદ્ર અને અન્ય ગ્રહો. મોટે ભાગે, જો તમે સેટેલાઇટને નિયંત્રણ વિના ફેરવવા દો લાંબા સમય સુધી, તેની ભ્રમણકક્ષા બદલાશે, અને આખરે તે કાં તો બાહ્ય અવકાશમાં ઉડી જશે અથવા નજીકના શરીરની સપાટી પર પડી જશે.
• અવકાશમાં ગુરુત્વાકર્ષણ નથી.એવા સ્ટેશનો પર પણ જ્યાં અવકાશયાત્રીઓ વજનહીન હોય છે ત્યાં ખૂબ જ મજબૂત ગુરુત્વાકર્ષણ છે, પૃથ્વી કરતાં થોડું ઓછું. તો પછી તેઓ કેમ પડતા નથી? આપણે કહી શકીએ કે સ્ટેશનના કર્મચારીઓની હાલત કફોડી હોય તેમ લાગે છે સતત પતન, પરંતુ તેઓ પડશે નહીં.
• એક પદાર્થ નજીક આવે છે બ્લેક હોલ, ફાટી જશે.પૂરતું પ્રખ્યાત દંતકથા. જેમ જેમ તમે તેની નજીક જશો તેમ બ્લેક હોલનું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ ખરેખર વધશે, પરંતુ ભરતી બળો એટલા શક્તિશાળી હોય તે જરૂરી નથી. મોટે ભાગે તેઓ ઘટના ક્ષિતિજ પર હોય છે અંતિમ મૂલ્ય, કારણ કે અંતર છિદ્રના કેન્દ્રથી ગણવામાં આવે છે.

1. સ્ટાર વોર્સના ઓબી-વાન કેનોબીએ કહ્યું કે બળ "આપણી આસપાસ છે અને આપણી અંદર ઘૂસી જાય છે; તે ગેલેક્સીને એકસાથે પકડી રાખે છે." તે ગુરુત્વાકર્ષણ વિશે ખૂબ જ સારી રીતે કહી શકે છે. તેના આકર્ષક ગુણધર્મો શાબ્દિક રીતે ગેલેક્સીને એકસાથે પકડી રાખે છે, અને તે આપણને "ઘૂસી જાય છે", ભૌતિક રીતે આપણને પૃથ્વી તરફ ખેંચે છે.

2. જો કે, તેના શ્યામ અને બળ સાથે વિપરીત પ્રકાશ બાજુઓ, ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વિ નથી; તે માત્ર આકર્ષે છે અને ક્યારેય ભગાડતું નથી.
સંપૂર્ણ બતાવો.

3. નાસા એક ટ્રેક્ટર બીમ વિકસાવવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યું છે જે હલનચલન કરી શકે ભૌતિક વસ્તુઓ, એક આકર્ષક બળ બનાવવું, શ્રેષ્ઠ બળગુરુત્વાકર્ષણની અસરો.

4. સ્પેસ સ્ટેશન પર રોલર કોસ્ટરના મુસાફરો અને અવકાશયાત્રીઓ માઇક્રોગ્રેવિટીનો અનુભવ કરે છે (ખોટી રીતે શૂન્ય ગુરુત્વાકર્ષણ કહેવાય છે) કારણ કે તેઓ જે જહાજ પર હોય છે તે જ ઝડપે તેઓ પડે છે.

5. પૃથ્વી પર 60 કિલો વજન ધરાવનાર વ્યક્તિનું વજન ગુરુ પર હશે (જો શક્ય હોય તો - ઊભા રહો ગેસ જાયન્ટ) 142 કિલોગ્રામ. મોટા સમૂહગ્રહોનો અર્થ છે અને મહાન તાકાતઆકર્ષણ

સરળ શબ્દોમાં ગુરુત્વાકર્ષણ શું છે | સામાન્ય ખ્યાલગુરુત્વાકર્ષણ ગુરુત્વાકર્ષણ એ મોટે ભાગે સરળ ખ્યાલ છે, જે શાળાના સમયથી દરેક વ્યક્તિ માટે જાણીતો છે. ન્યુટનના માથા પર સફરજન કેવી રીતે પડ્યું અને તેણે સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ શોધી કાઢ્યો તેની વાર્તા આપણે બધાને યાદ છે. જો કે, બધું એટલું સરળ નથી ...

6. પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ કૂવાને છોડવા માટે, કોઈપણ પદાર્થને 11.2 કિલોમીટર પ્રતિ સેકન્ડની ઝડપે પહોંચવું જોઈએ - આ આપણા ગ્રહની એસ્કેપ સ્પીડ છે.

7. ગુરુત્વાકર્ષણ, વિચિત્ર રીતે, બધામાં સૌથી નબળું છે ચાર મૂળભૂતબ્રહ્માંડના દળો. અન્ય ત્રણ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ છે, નબળા પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા, જે અણુઓના સડોને નિર્ધારિત કરે છે; અને મજબૂત પરમાણુ બળ, જે અણુઓના મધ્યવર્તી કેન્દ્રને એકસાથે રાખે છે.

8. સિક્કાના કદના ચુંબકમાં પૃથ્વીના તમામ ગુરુત્વાકર્ષણને દૂર કરવા અને રેફ્રિજરેટરને વળગી રહેવા માટે પૂરતું ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળ હોય છે.

9. આઇઝેક ન્યૂટનના માથા પર સફરજન પડ્યું ન હતું, પરંતુ તેને આશ્ચર્ય થયું કે શું સફરજનને પડવા માટેનું બળ પૃથ્વીની આસપાસ ચંદ્રની હિલચાલને અસર કરે છે.

10. આ ખૂબ જ સફરજન વિજ્ઞાનમાં વ્યસ્ત ચતુર્ભુજ પ્રમાણના પ્રથમ નિયમ, F = G * (mM) / r2 ના ઉદભવ તરફ દોરી ગયું. આનો અર્થ એ છે કે બેગણી દૂરની વસ્તુ અગાઉના ગુરુત્વાકર્ષણ ખેંચાણના માત્ર એક ક્વાર્ટરનો ઉપયોગ કરે છે.

11. વ્યસ્ત ચતુર્ભુજ પ્રમાણસરતાના નિયમનો અર્થ એવો પણ થાય છે કે તકનીકી રીતે, ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણની ક્રિયાની અમર્યાદિત શ્રેણી છે. 12. "ગ્રેવિટી" શબ્દનો બીજો અર્થ - જેનો અર્થ થાય છે "કંઈક ભારે અથવા ગંભીર" - અગાઉ દેખાયો અને લેટિન "ગ્રેવિસ" પરથી આવ્યો, જેનો અર્થ થાય છે "ભારે".

13. ગુરુત્વાકર્ષણ બળ તમામ પદાર્થોને વેગ આપે છે સમાન રીતે, વજનને ધ્યાનમાં લીધા વિના. જો તમે છત પરથી સમાન કદના પરંતુ અલગ-અલગ વજનના બે બોલ છોડો છો, તો તે એક જ સમયે જમીન પર અથડાશે. ભારે પદાર્થની મોટી જડતા કોઈપણને રદ કરશે વધારાની ઝડપ, જેની સરખામણી તે હળવા સાથે કરી શકે છે.

14. આઈન્સ્ટાઈનનો સાપેક્ષતાનો સામાન્ય સિદ્ધાંત ગુરુત્વાકર્ષણને અવકાશ-સમયની વક્રતા તરીકે જોનાર પ્રથમ સિદ્ધાંત હતો - "ફેબ્રિક" જે ભૌતિક બ્રહ્માંડ બનાવે છે.

15. સામૂહિક વળાંક ધરાવતો કોઈપણ પદાર્થ જગ્યા - પોતાની આસપાસનો સમય. 2011 માં, નાસાના ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રોબ બી પ્રયોગે દર્શાવ્યું હતું કે પૃથ્વી બ્રહ્માંડને એક સ્ટ્રીમમાં લાકડાના બોલની જેમ પોતાની આસપાસ ફરે છે - બરાબર આઈન્સ્ટાઈને આગાહી કરી હતી.

16. પોતાની આસપાસ અવકાશ-સમયને વળાંક આપીને, એક વિશાળ પદાર્થ ક્યારેક કાચના લેન્સની જેમ તેનામાંથી પસાર થતા પ્રકાશના કિરણોને રીડાયરેક્ટ કરે છે. ગુરુત્વાકર્ષણ લેન્સસરળતાથી વધારી શકે છે દૃશ્યમાન કદ દૂરની તારાવિશ્વોઅથવા તેમના પ્રકાશને ઝાંખો કરો વિચિત્ર આકારો. 17. "ત્રણની સમસ્યાબોડીઝ", જે તમામ સંભવિત પેટર્નનું વર્ણન કરે છે જેમાં ત્રણ વસ્તુઓ માત્ર ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ એકબીજાની આસપાસ પરિભ્રમણ કરી શકે છે, તે ત્રણસો વર્ષથી વૈજ્ઞાનિકો પર કબજો કરે છે. આજની તારીખે, માત્ર 16 ઉકેલો મળી આવ્યા છે. 18. જોકે અન્ય ત્રણ મૂળભૂત દળો સારી રીતે મેળવે છે ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ- અલ્ટ્રા-સ્મોલનું વિજ્ઞાન - ગુરુત્વાકર્ષણ તેની સાથે સહકાર આપવાનો ઇનકાર કરે છે; ક્વોન્ટમ સમીકરણોતેમાં ગુરુત્વાકર્ષણનો સમાવેશ કરવાના કોઈપણ પ્રયાસ દ્વારા ઉલ્લંઘન થાય છે. બ્રહ્માંડના આ બે એકદમ સચોટ અને સંપૂર્ણપણે વિરોધી વર્ણનોનું સમાધાન કેવી રીતે કરવું તે એક છે. સૌથી મોટી સમસ્યાઓઆધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્ર. 19. ગુરુત્વાકર્ષણને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે, વૈજ્ઞાનિકો શોધી રહ્યા છે ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો- બ્લેક હોલ અથડામણ અને તારાઓના વિસ્ફોટ જેવી ઘટનાઓથી થતા અવકાશ-સમયમાં લહેર.

20. એકવાર તેઓ ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો શોધવાનું મેનેજ કરી લેશે, વૈજ્ઞાનિકો બ્રહ્માંડને એવી રીતે જોઈ શકશે જે અગાઉ ક્યારેય નહોતું જોવા મળ્યું. લ્યુઇસિયાના ગ્રેવિટેશનલ વેવ ઓબ્ઝર્વેટરીના ભૌતિકશાસ્ત્રી એમ્બર સ્ટુવર કહે છે, "જ્યારે પણ આપણે બ્રહ્માંડને નવી રીતે જોઈએ છીએ, ત્યારે તે તેના વિશેની આપણી સમજમાં ક્રાંતિ લાવે છે."

ગુરુત્વાકર્ષણના કારણો. ગુરુત્વાકર્ષણના સિદ્ધાંતમાં ગાબડાં છે - અને તે હકીકત છે!

કોઈપણ સિદ્ધાંત અપૂર્ણ છે, ગુરુત્વાકર્ષણનો સિદ્ધાંત કોઈ અપવાદ નથી

ગુરુત્વાકર્ષણનો સિદ્ધાંત અપૂર્ણ છે, પરંતુ તેના કેટલાક અવકાશ પૃથ્વી પરથી ધ્યાનપાત્ર નથી. ઉદાહરણ તરીકે, સિદ્ધાંત મુજબ, સૂર્યનું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ પૃથ્વી કરતાં ચંદ્ર પર વધુ મજબૂત હોવું જોઈએ, પરંતુ પછી ચંદ્ર સૂર્યની આસપાસ ફરશે, પૃથ્વીની આસપાસ નહીં. રાત્રિના આકાશમાં ચંદ્રની હિલચાલનું અવલોકન કરીને, આપણે ચોક્કસપણે નક્કી કરી શકીએ છીએ કે તે પૃથ્વીની આસપાસ ફરે છે. શાળામાં અમને આઇઝેક ન્યુટન વિશે પણ કહેવામાં આવ્યું હતું, જેમણે ગુરુત્વાકર્ષણના સિદ્ધાંતમાં અંતર શોધ્યું હતું. તેણે એક નવી રજૂઆત પણ કરી ગાણિતિક શબ્દ"ફ્લુક્સિયન", જેમાંથી તેણે પાછળથી ગુરુત્વાકર્ષણનો સિદ્ધાંત વિકસાવ્યો. "પ્રવાહ" નો ખ્યાલ કદાચ અજાણ્યો લાગે છે; આજે તેને "ફંક્શન" કહેવામાં આવે છે. એક અથવા બીજી રીતે, આપણે બધા શાળામાં કાર્યો શીખીએ છીએ, પરંતુ તે ખામીઓ વિના નથી. તેથી, સંભવ છે કે ન્યુટનના ગુરુત્વાકર્ષણના સિદ્ધાંતના "સાબિતીઓ" પણ એટલા સરળ નથી.

શરીરનું વજન, સમૂહથી વિપરીત, પ્રવેગકના પ્રભાવ હેઠળ બદલાઈ શકે છે. નાના ફેરફારોવજન અનુભવી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે લિફ્ટ ખસેડવાનું શરૂ કરે છે અથવા બંધ થાય છે. રાજ્ય સંપૂર્ણ ગેરહાજરીવજનને વજનહીનતા કહેવાય છે.

વજનહીનતાની ઘટના

ભૌતિકશાસ્ત્ર વજનને તે બળ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરે છે જેની સાથે કોઈપણ શરીર સપાટી, આધાર અથવા સસ્પેન્શન પર કાર્ય કરે છે. પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણને કારણે વજન ઊભું થાય છે. આંકડાકીય રીતે, વજન ગુરુત્વાકર્ષણ બળ જેટલું છે, પરંતુ બાદમાં શરીરના સમૂહના કેન્દ્ર પર લાગુ થાય છે, જ્યારે વજનને આધાર પર લાગુ કરવામાં આવે છે - શૂન્ય વજન, જો ગુરુત્વાકર્ષણ બળ ન હોય તો થઈ શકે છે , શરીર તેને આકર્ષી શકે તેવા વિશાળ પદાર્થોથી પૂરતું દૂર છે.

આંતરરાષ્ટ્રીય સ્પેસ સ્ટેશનપૃથ્વીથી 350 કિમીના અંતરે સ્થિત છે. આ અંતરે, ગુરુત્વાકર્ષણનું પ્રવેગક (g) 8.8 m/s2 છે, જે ગ્રહની સપાટી કરતાં માત્ર 10% ઓછું છે.

વ્યવહારમાં તમે તેને ભાગ્યે જ જોશો - ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રભાવ હંમેશા અસ્તિત્વમાં છે. ISS પર અવકાશયાત્રીઓ હજુ પણ પૃથ્વીથી પ્રભાવિત છે, પરંતુ જો અન્ય દળો દ્વારા ગુરુત્વાકર્ષણની ભરપાઈ કરવામાં આવે તો વજનહીનતાનો બીજો કિસ્સો જોવા મળે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ISS ગુરુત્વાકર્ષણને આધીન છે, અંતરને કારણે થોડું ઓછું થાય છે, પરંતુ સ્ટેશન એસ્કેપ વેગ પર ગોળાકાર ભ્રમણકક્ષામાં પણ ફરે છે અને કેન્દ્રત્યાગી બળગુરુત્વાકર્ષણ માટે વળતર આપે છે.

પૃથ્વી પર વજનહીનતા

પૃથ્વી પર વજનહીનતાની ઘટના પણ શક્ય છે. પ્રવેગકના પ્રભાવ હેઠળ, શરીરનું વજન ઘટી શકે છે અને નકારાત્મક પણ બની શકે છે. ઉત્તમ ઉદાહરણ, જે ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ ટાંકે છે - જો એલિવેટર પ્રવેગક સાથે નીચે જાય છે, તો લિફ્ટના ફ્લોર પર દબાણ, અને પરિણામે, વજન ઘટશે. તદુપરાંત, જો પ્રવેગ ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રવેગ સમાન હોય, એટલે કે, લિફ્ટ પડે, તો શરીરનું વજન શૂન્ય થઈ જશે.

જો લિફ્ટનું પ્રવેગ ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રવેગ કરતાં વધી જાય તો નકારાત્મક વજન જોવામાં આવે છે - અંદરના શરીર કેબિનની ટોચમર્યાદાને "વળગી" રહેશે.

અવકાશયાત્રી તાલીમમાં વજનહીનતાનું અનુકરણ કરવા માટે આ અસરનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. ટ્રેનિંગ ચેમ્બરથી સજ્જ એરક્રાફ્ટ નોંધપાત્ર ઉંચાઈ સુધી વધે છે. જે પછી તે બેલિસ્ટિક માર્ગ સાથે નીચે ડાઇવ કરે છે, હકીકતમાં, મશીન પૃથ્વીની સપાટીથી નીચે આવે છે. 11 હજાર મીટરથી ડાઇવિંગ કરતી વખતે, તમે 40 સેકન્ડની વજનહીનતા મેળવી શકો છો, જેનો ઉપયોગ તાલીમ માટે થાય છે, એવી ગેરસમજ છે કે આવા લોકો વજનહીનતા પ્રાપ્ત કરવા માટે "નેસ્ટેરોવ લૂપ" જેવા જટિલ આકૃતિઓ કરે છે. હકીકતમાં, સંશોધિત ઉત્પાદન પેસેન્જર એરક્રાફ્ટ, જે જટિલ દાવપેચ માટે અસમર્થ છે, તેનો ઉપયોગ તાલીમ માટે થાય છે.

શારીરિક અભિવ્યક્તિ

ટેકાની ઝડપી હિલચાલ દરમિયાન ભૌતિક વજન (P), પછી તે નીચે પડતી બોડીસ હોય કે ડાઇવિંગ હોય, તેનું નીચેનું સ્વરૂપ હોય છે: P = m (g-a), જ્યાં m – શરીરનું વજન, જી- પ્રવેગક ફ્રી ફોલ, એ– આધારનું પ્રવેગક જ્યારે g અને a સમાન હોય, ત્યારે P = 0, એટલે કે વજનહીનતા પ્રાપ્ત થાય છે.

જેણે સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ શોધ્યો

તે કોઈ રહસ્ય નથી કે સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો મહાન અંગ્રેજી દ્વારા શોધાયો હતો વૈજ્ઞાનિક આઇઝેકન્યુટન, દંતકથા અનુસાર, સાંજે બગીચામાં ચાલતા અને ભૌતિકશાસ્ત્રની સમસ્યાઓ વિશે વિચારતા. તે ક્ષણે, એક સફરજન ઝાડ પરથી પડી ગયું (એક સંસ્કરણ મુજબ, સીધા ભૌતિકશાસ્ત્રીના માથા પર, બીજા અનુસાર, તે ખાલી પડી ગયું), જે પાછળથી બન્યું. પ્રખ્યાત સફરજનન્યુટન, કારણ કે તે વૈજ્ઞાનિકને આંતરદૃષ્ટિ તરફ દોરી ગયો, એક યુરેકા. ન્યૂટનના માથા પર પડેલા સફરજનથી તેમને સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ શોધવાની પ્રેરણા મળી, કારણ કે રાત્રિના આકાશમાં ચંદ્ર ગતિવિહીન રહ્યો, પરંતુ સફરજન પડી ગયું, કદાચ વૈજ્ઞાનિકે વિચાર્યું કે ચંદ્ર પર કોઈ બળ કામ કરી રહ્યું છે (જેના કારણે તે ચંદ્રમાં ફરે છે. ભ્રમણકક્ષા), તેથી સફરજન પર, જેના કારણે તે જમીન પર પડે છે.

હવે, વિજ્ઞાનના કેટલાક ઇતિહાસકારો અનુસાર, સફરજન વિશેની આ આખી વાર્તા માત્ર એક સુંદર કાલ્પનિક છે. હકીકતમાં, સફરજન પડ્યું કે નહીં તે એટલું મહત્વનું નથી કે વૈજ્ઞાનિકે ખરેખર સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ શોધી કાઢ્યો અને ઘડ્યો, જે હવે એક છે. પાયાના પત્થરો, ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ખગોળશાસ્ત્ર બંને.

અલબત્ત, ન્યૂટનના ઘણા સમય પહેલા, લોકોએ જમીન પર પડતી વસ્તુઓ અને આકાશમાં તારાઓ બંનેનું અવલોકન કર્યું હતું, પરંતુ તેમની પહેલાં તેઓ માનતા હતા કે ગુરુત્વાકર્ષણના બે પ્રકાર છે: પાર્થિવ (વિશેષ રીતે પૃથ્વીની અંદર કાર્ય કરે છે, જેના કારણે શરીર પડી શકે છે) અને અવકાશી ( તારાઓ અને ચંદ્ર પર અભિનય). ન્યૂટને આ બે પ્રકારના ગુરુત્વાકર્ષણને તેના માથામાં જોડીને સૌપ્રથમ વ્યક્તિ હતા, જેમણે સૌ પ્રથમ સમજ્યું કે માત્ર એક જ ગુરુત્વાકર્ષણ છે અને તેની ક્રિયાને સાર્વત્રિક ભૌતિક કાયદા દ્વારા વર્ણવી શકાય છે.

સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના કાયદાની વ્યાખ્યા

આ કાયદા અનુસાર, તમામ ભૌતિક સંસ્થાઓ એકબીજાને આકર્ષે છે, અને આકર્ષણનું બળ ભૌતિક અથવા પર આધારિત નથી રાસાયણિક ગુણધર્મોટેલ તે આધાર રાખે છે, જો બધું શક્ય તેટલું સરળ કરવામાં આવે તો, ફક્ત શરીરના વજન અને તેમની વચ્ચેના અંતર પર. તમારે એ હકીકતને પણ ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે કે પૃથ્વી પરના તમામ પદાર્થો આપણા ગ્રહના ગુરુત્વાકર્ષણ બળથી પ્રભાવિત થાય છે, જેને ગુરુત્વાકર્ષણ કહેવામાં આવે છે (લેટિનમાંથી "ગ્રેવિટાસ" શબ્દનું ભાષાંતર ભારેપણું તરીકે થાય છે).

ચાલો હવે સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમને શક્ય તેટલું સંક્ષિપ્તમાં ઘડવાનો અને લખવાનો પ્રયાસ કરીએ: દળ m1 અને m2 ધરાવતા અને અંતર R દ્વારા વિભાજિત બે શરીર વચ્ચેના આકર્ષણનું બળ બંને દળના સીધા પ્રમાણસર અને વર્ગના વિપરિત પ્રમાણસર છે. તેમની વચ્ચેનું અંતર.

સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમ માટેનું સૂત્ર

નીચે અમે તમારા ધ્યાન પર સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમનું સૂત્ર રજૂ કરીએ છીએ.

આ સૂત્રમાં G એ 6.67408(31) 10−11 સમાન ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિરાંક છે આ કોઈપણ પરની અસરની તીવ્રતા છે ભૌતિક પદાર્થઆપણા ગ્રહનું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ.

સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો અને શરીરની વજનહીનતા

ન્યૂટન દ્વારા શોધાયેલ સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ, તેમજ તેની સાથેના ગાણિતિક ઉપકરણ, પાછળથી અવકાશી મિકેનિક્સ અને ખગોળશાસ્ત્રનો આધાર બન્યો, કારણ કે તેની મદદથી અવકાશી પદાર્થોની હિલચાલની પ્રકૃતિ તેમજ ઘટનાને સમજાવવી શક્ય છે. વજનહીનતા. જ્યારે માં બાહ્ય અવકાશઆવા આકર્ષણ-ગુરુત્વાકર્ષણ બળથી નોંધપાત્ર અંતરે મોટું શરીરગ્રહની જેમ, કોઈપણ ભૌતિક પદાર્થ (ઉદાહરણ તરીકે, અવકાશયાનબોર્ડ પર અવકાશયાત્રીઓ સાથે) વજનહીન સ્થિતિમાં હશે, કારણ કે પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રભાવનું બળ (ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમના સૂત્રમાં G) અથવા કોઈ અન્ય ગ્રહ હવે તેને પ્રભાવિત કરશે નહીં.

અને નિષ્કર્ષમાં, સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના કાયદાની શોધ વિશે એક સૂચનાત્મક વિડિઓ.

ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. નબળી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા.

નબળા બળ એ ચાર મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાંની એક છે. આવી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું અસ્તિત્વ ન્યુટ્રોન અને કેટલાક અણુ ન્યુક્લીની શોધાયેલ અસ્થિરતા દ્વારા સૂચવવામાં આવ્યું હતું. તે મજબૂત અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક કરતાં નબળું છે, પરંતુ ગુરુત્વાકર્ષણ કરતાં વધુ મજબૂત છે. પરંતુ માં રોજિંદા જીવનગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ભૂમિકા નબળા કરતાં ઘણી મોટી છે. આ શ્રેણી સાથે કરવાનું છે. ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં rvz~ ∞ છે. તેથી, પૃથ્વીની સપાટી પર સ્થિત સંસ્થાઓ પૃથ્વીના તમામ અણુઓમાંથી ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણને પાત્ર છે. નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ત્રિજ્યા ખૂબ નાની છે, અને ~ 10-16 સે.મી. માનવામાં આવે છે. (મજબૂત કરતાં ઓછી તીવ્રતાના ત્રણ ઓર્ડર). પરંતુ આ નબળી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા હોવા છતાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકાપ્રકૃતિમાં જો નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને "બંધ" કરવી શક્ય હોત, તો સૂર્ય બહાર નીકળી જશે, કારણ કે પ્રોટોનને ન્યુટ્રોન, પોઝિટ્રોન અને ન્યુટ્રિનોમાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયા શક્ય નથી:

p → n + e + + ν, જેના પરિણામે ચાર પ્રોટોન હિલીયમમાં રૂપાંતરિત થાય છે. આ પ્રક્રિયા જ સૂર્ય અને અન્ય તારાઓ માટે ઊર્જાના સ્ત્રોત તરીકે કામ કરે છે. ન્યુટ્રિનો ઉત્સર્જન સાથેની નબળી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયાઓ તારાઓની ઉત્ક્રાંતિમાં ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે. જો તે માટે ન હોત નબળી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ, સામાન્ય પદાર્થ, મ્યુઅન્સ, પિમસન, વિચિત્ર અને વશીકરણ કણોમાં સ્થિર અને વ્યાપક હશે, જે પરિણામે ક્ષીણ થઈ જાય છે. મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ. નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની મોટી ભૂમિકા એ હકીકતને કારણે છે કે તે મજબૂત અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની લાક્ષણિકતા સંખ્યાબંધ પ્રતિબંધોનું પાલન કરતું નથી. ખાસ કરીને, તે સમાનતા સંરક્ષણ કાયદાનું પાલન કરતું નથી.

નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે થતી સૌથી સામાન્ય પ્રક્રિયા β – સડો છે કિરણોત્સર્ગી મધ્યવર્તી કેન્દ્ર. આ પ્રક્રિયાના પરિણામે, ન્યુક્લિયસમાં ઇલેક્ટ્રોન અને ન્યુટ્રિનોનો જન્મ થાય છે. નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના અભ્યાસની શરૂઆત 1896 માં એ. બેકરેલની શોધ છે. કુદરતી રેડિયોએક્ટિવિટી, એટલે કે, યુરેનિયમ ન્યુક્લીનો સ્વયંસ્ફુરિત સડો, રેડિયેશન સાથે. આ કિરણોત્સર્ગના વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે તેમાં ત્રણ પ્રકારનો સમાવેશ થાય છે, જેમાંથી એકને β - રેડિયેશન કહેવામાં આવતું હતું, જે પાછળથી ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ હોવાનું બહાર આવ્યું હતું. β - રેડિયેશનની વિશેષતાઓનો અભ્યાસ, ન્યુક્લીમાંથી ઇલેક્ટ્રોનનું ઉત્સર્જન જે ત્યાં અસ્તિત્વમાં નથી, તેમના ઉર્જા સ્પેક્ટ્રમની સતત પ્રકૃતિ, સ્પિન સંરક્ષણ કાયદાને પરિપૂર્ણ કરવામાં મુશ્કેલીના કારણે અસ્તિત્વનો વિચાર આવ્યો. ખાસ પ્રકારમૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા, જાણીતી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ માટે ઘટાડી શકાય તેવું નથી. આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા નબળા કહેવાતી હતી.

આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્રમાં એવું માનવામાં આવે છે કે બધું જાણીતા પ્રકારોક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ સમાન પ્રકૃતિની ઘટનાઓનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે અને એકીકૃત રીતે વર્ણવવામાં આવવી જોઈએ. (ગ્રાન્ડ એકીકરણ, સુપર એકીકરણ). હાલમાં વિકસિત એકીકૃત સિદ્ધાંતનબળા અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ.

ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા.

ગુરુત્વાકર્ષણ, ગુરુત્વાકર્ષણ, ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા એ કોઈપણ પ્રકારની દ્રવ્ય વચ્ચેની સાર્વત્રિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે. ન્યૂટન દ્વારા ઘડવામાં આવેલ સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ માન્ય છે જો ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રમાણમાં નબળી હોય અને શરીર પ્રકાશની ગતિ કરતાં ઘણી ઓછી ઝડપે આગળ વધે. સામાન્ય રીતે, આઈન્સ્ટાઈનના સાપેક્ષતાના સામાન્ય સિદ્ધાંત દ્વારા ગુરુત્વાકર્ષણને ગુણધર્મો પર પદાર્થની અસર તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે. ચાર-પરિમાણીય જગ્યા- સમય. અવકાશના આ ગુણધર્મો - સમય, બદલામાં, શરીર અને અન્યની હિલચાલને અસર કરે છે શારીરિક પ્રક્રિયાઓ. આ ગુરુત્વાકર્ષણને અન્ય મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓથી ખૂબ જ અલગ બનાવે છે. પરંતુ આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્ર તે ખૂબ જ શક્ય માને છે ઉચ્ચ ઊર્જાતમામ પ્રકારો એક જ ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં જોડાયેલા છે.

શરીરના સાર્વત્રિક ગુણધર્મ તરીકે ગુરુત્વાકર્ષણ વિશેની પૂર્વધારણા પ્રાચીનકાળમાં દેખાઈ હતી અને 16માં પુનઃજીવિત થઈ હતી અને XVII સદીઓયુરોપમાં. ઉદાહરણ તરીકે, I. કેપ્લરે દલીલ કરી હતી કે "ગુરુત્વાકર્ષણ એ તમામ શરીરની પરસ્પર ઇચ્છા છે." છેલ્લે, 1678 માં, આઇ. ન્યૂટન પ્રખ્યાત કાર્ય"કુદરતી ફિલસૂફીના ગાણિતિક સિદ્ધાંતો" આપ્યા ગાણિતિક રચનાસાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો. આ ફોર્મ્યુલેશનમાં, કાયદો લાગુ પડે છે જો કે મૃતદેહોને ભૌતિક બિંદુ તરીકે લઈ શકાય. ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિરાંકનું સંખ્યાત્મક મૂલ્ય 1798 માં G. કેવેન્ડિશ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું: G = 6.6745(8) * 10 -11 m 3 s -2 kg -1 . ભૌતિક બિંદુઓને આધિન અનેક સંસ્થાઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા, દળોના સુપરપોઝિશનના સિદ્ધાંત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. સમાન સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને, તમે મર્યાદિત કદના શરીર વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના બળને નિર્ધારિત કરી શકો છો જો તમે તેમને પ્રથમ ભાગોમાં વિભાજીત કરો કે જેને ભૌતિક બિંદુઓ ગણી શકાય. સૂત્ર (1) મુજબ, ગુરુત્વાકર્ષણ બળ આપેલ સમયે કણોની સ્થિતિ પર જ આધાર રાખે છે. આ તે સ્થિતિને અનુરૂપ છે કે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા તરત જ ફેલાય છે. ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના પ્રસારની મર્યાદિત, પરંતુ તેના બદલે ઉચ્ચ ગતિને ધ્યાનમાં લેતા, ભારપૂર્વક જણાવ્યું હતું આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્ર, ફોર્મ્યુલા (1) લાગુ કરી શકાય છે જ્યારે નહીં ઊંચી ઝડપચળવળ અને શરીર માટે કે જે ખૂબ નથી લાંબા અંતર. આ સ્થિતિ સૂર્યમંડળના શરીર માટે થાય છે.

ગુરુત્વાકર્ષણ, તે શું છે બાળકને કેવી રીતે સમજાવવું? ગુરુત્વાકર્ષણ શું છે?

ગુરુત્વાકર્ષણ, અથવા ગુરુત્વાકર્ષણ, પદાર્થના બે કણો (અથવા બે પદાર્થો) વચ્ચેના આકર્ષણનું બળ છે જે ગ્રહોને સૂર્ય અથવા ચંદ્રની આસપાસ તેની ભ્રમણકક્ષામાં પૃથ્વીની આસપાસ રાખે છે. (જેમ જેમ બે પદાર્થો વચ્ચેનું અંતર વધતું જાય છે તેમ તેમ તેમનું ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણ ઘટતું જાય છે.) ગુરુત્વાકર્ષણ એ એવું બળ પણ છે જે પૃથ્વી અથવા અન્ય કોઈપણ અવકાશી પદાર્થને પકડી રાખે છે, તેને અવકાશમાં ઉડતા અટકાવે છે. કેવી રીતે મોટી વસ્તુ, તેનું ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણ વધુ મજબૂત અને ઊલટું. કારણ કે ચંદ્ર ઘણો છે પૃથ્વી કરતાં નાનું, તેનું ગુરુત્વાકર્ષણ ખેંચાણ આપણા ગ્રહના માત્ર છઠ્ઠા ભાગનું છે. આ કારણે ચંદ્ર પર અમેરિકન અવકાશયાત્રીઓ કરી શકે છે વિશેષ પ્રયાસમોટા કૂદકામાં ખસેડો.

ગુરુત્વાકર્ષણ એ પણ સમજાવે છે કે પૃથ્વી - અને અન્ય ગ્રહો અને અવકાશી પદાર્થો - શા માટે સમાન છે ગોળાકાર આકાર. જ્યારે આપણું સૌરમંડળ રચાયું, ત્યારે ગુરુત્વાકર્ષણ અવકાશમાં ઉડતી ધૂળ અને વાયુઓને એકસાથે ખેંચે છે. જ્યારે મોટી સંખ્યામાંદ્રવ્ય એક જગ્યાએ એકસાથે ભેગા થાય છે, આવા દ્રવ્ય એક બોલ બનાવે છે, કારણ કે ગુરુત્વાકર્ષણ દરેક વસ્તુને કેન્દ્રિય બિંદુ તરફ આકર્ષે છે. તેમ છતાં, પૃથ્વી સંપૂર્ણ ગોળ નથી. તેની ધરીની આસપાસ તેના પરિભ્રમણની પ્રક્રિયામાં, એક વધારાનું બળ ઉદભવે છે, જેના પ્રભાવ હેઠળ પૃથ્વી મધ્યમ પ્રદેશમાં સહેજ "બહાર નીકળે છે".

Video ગુરુત્વાકર્ષણ શું છે

આપણી આસપાસની જગ્યાની અકલ્પનીય જટિલતા મોટે ભાગે કારણે છે અનંત સંખ્યાપ્રાથમિક કણો. તેમની વચ્ચે વિવિધ સ્તરે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ પણ છે જેનો આપણે ફક્ત અનુમાન કરી શકીએ છીએ. જો કે, પ્રાથમિક કણો વચ્ચેની તમામ પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા તેમની શક્તિમાં નોંધપાત્ર રીતે અલગ પડે છે.

ઘટકોને એકસાથે બાંધવા વિશે આપણે જાણીએ છીએ તે સૌથી શક્તિશાળી દળો અણુ ન્યુક્લિયસ. તેમને અલગ કરવા માટે, તમારે ખરેખર પ્રચંડ ઊર્જા ખર્ચવાની જરૂર છે. ઇલેક્ટ્રોન માટે, તેઓ ફક્ત સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા ન્યુક્લિયસ સાથે "બંધાયેલ" છે. તેને રોકવા માટે, ક્યારેક ઊર્જા જે સૌથી સામાન્ય પરિણામે દેખાય છે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા. ગુરુત્વાકર્ષણ (તમે પહેલાથી જ જાણો છો કે તે શું છે) અણુના સ્વરૂપમાં અને સબએટોમિક કણોક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો સૌથી સરળ પ્રકાર છે.

આ કિસ્સામાં ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્ર એટલું નબળું છે કે તેની કલ્પના કરવી મુશ્કેલ છે. વિચિત્ર રીતે, તે તેઓ છે જે અવકાશી પદાર્થોની હિલચાલનું "નિરીક્ષણ" કરે છે, જેના સમૂહની કલ્પના કરવી ક્યારેક અશક્ય છે. આ બધું ગુરુત્વાકર્ષણના બે લક્ષણોને કારણે શક્ય છે, જે ખાસ કરીને મોટા ભૌતિક શરીરના કિસ્સામાં ઉચ્ચારવામાં આવે છે:

• પરમાણુ દળોથી વિપરીત, ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણ પદાર્થથી થોડા અંતરે વધુ ધ્યાનપાત્ર છે. આમ, પૃથ્વીનું ગુરુત્વાકર્ષણ તેના ક્ષેત્રમાં ચંદ્રને પણ પકડી રાખે છે, અને ગુરુનું સમાન બળ એકસાથે અનેક ઉપગ્રહોની ભ્રમણકક્ષાને સહેલાઈથી સમર્થન આપે છે, જેમાંથી દરેકનો સમૂહ પૃથ્વી સાથે તદ્દન તુલનાત્મક છે!
• વધુમાં, તે હંમેશા પદાર્થો વચ્ચે આકર્ષણ પૂરું પાડે છે, અને અંતર સાથે આ બળ નાની ઝડપે નબળી પડી જાય છે.

ગુરુત્વાકર્ષણના વધુ કે ઓછા સુસંગત સિદ્ધાંતની રચના પ્રમાણમાં તાજેતરમાં થઈ છે, અને ચોક્કસપણે ગ્રહો અને અન્ય અવકાશી પદાર્થોની હિલચાલના સદીઓ જૂના અવલોકનોના પરિણામો પર આધારિત છે. કાર્યને એ હકીકત દ્વારા મોટા પ્રમાણમાં સુવિધા આપવામાં આવી હતી કે તેઓ બધા શૂન્યાવકાશમાં આગળ વધે છે, જ્યાં અન્ય કોઈ સંભવિત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ નથી. તે સમયના બે ઉત્કૃષ્ટ ખગોળશાસ્ત્રીઓ ગેલિલિયો અને કેપ્લરે તેમના સૌથી મૂલ્યવાન અવલોકનો સાથે નવી શોધ માટે જમીન તૈયાર કરવામાં મદદ કરી.

પરંતુ માત્ર મહાન આઇઝેકન્યુટન ગુરુત્વાકર્ષણનો પ્રથમ સિદ્ધાંત બનાવવામાં અને તેને ગાણિતિક રીતે વ્યક્ત કરવામાં સક્ષમ હતા. આ ગુરુત્વાકર્ષણનો પ્રથમ નિયમ હતો, જેની ગાણિતિક રજૂઆત ઉપર પ્રસ્તુત છે.

આ ગુરુત્વાકર્ષણ છે. ગુરુત્વાકર્ષણ શું છે

ગુરુત્વાકર્ષણ (ગુરુત્વાકર્ષણ) એ બળ છે જે બે શરીરને એકબીજા તરફ આકર્ષે છે, તે બળ જેના કારણે સફરજન જમીન તરફ પડે છે અને ગ્રહો સૂર્યની આસપાસ ફરે છે. પદાર્થ જેટલો વિશાળ છે, તેનું ગુરુત્વાકર્ષણીય ખેંચાણ વધુ મજબૂત છે.

મૂળભૂત શક્તિ

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક દળો અને મજબૂત અને નબળા પરમાણુ દળો સાથે ગુરુત્વાકર્ષણ એ ચાર મૂળભૂત દળોમાંનું એક છે.

જેના કારણે વસ્તુઓનું વજન થાય છે. જ્યારે તમે તમારું વજન કરો છો, ત્યારે સ્કેલ તમને જણાવે છે કે તમારા શરીર પર કેટલી ગુરુત્વાકર્ષણ છે. પૃથ્વી પર, ગુરુત્વાકર્ષણ 9.8 મીટર પ્રતિ સેકન્ડ ચોરસ, અથવા 9.8 m/s2 છે.

એરિસ્ટોટલ જેવા તત્વજ્ઞાનીઓ માનતા હતા કે ભારે પદાર્થો જમીન તરફ ઝડપથી ગતિ કરે છે. પરંતુ પછીના પ્રયોગો દર્શાવે છે કે આ કેસ નથી. બોલિંગ બોલ કરતાં પીંછા ધીમી પડવાનું કારણ હવાના પ્રતિકારને કારણે છે જે કાર્ય કરે છે. વિરુદ્ધ દિશામાં, ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રવેગની જેમ.

ન્યુટનનો સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ જણાવે છે કે ગુરુત્વાકર્ષણ બળ તેમના દળના ઉત્પાદનના સીધા પ્રમાણસર છે અને તેમની વચ્ચેના અંતરના વર્ગના વિપરિત પ્રમાણસર છે.

આઇઝેક ન્યૂટને 1680માં સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો તેમનો સિદ્ધાંત વિકસાવ્યો હતો. તેમણે શોધ્યું કે ગુરુત્વાકર્ષણ તમામ પદાર્થોને અસર કરે છે અને તે દળ અને અંતર બંનેનું કાર્ય છે. દરેક પદાર્થ અન્ય પદાર્થને તેમના દળના ઉત્પાદનના પ્રમાણસર અને તેમની વચ્ચેના અંતરના વર્ગના વિપરિત પ્રમાણસર બળ સાથે આકર્ષે છે.

સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાંત

ન્યૂટને 1687માં ગુરુત્વાકર્ષણ પરનું તેમનું કાર્ય પ્રકાશિત કર્યું હતું, જે 1915માં આઈન્સ્ટાઈન તેમના જનરલ થિયરી ઑફ રિલેટિવિટી સાથે ન આવ્યા ત્યાં સુધી તેને શ્રેષ્ઠ સમજૂતી ગણવામાં આવી હતી. આઈન્સ્ટાઈનના સિદ્ધાંતમાં, ગુરુત્વાકર્ષણ એ કોઈ બળ નથી, પરંતુ અવકાશકાળમાં પદાર્થના વિકૃત થવાનું પરિણામ છે. આગાહીઓમાંની એક સામાન્ય સિદ્ધાંતસાપેક્ષતા એ છે કે પ્રકાશ વિશાળ પદાર્થોની આસપાસ વળાંક આવશે.

મનોરંજક તથ્યો

• ચંદ્ર પરનું ગુરુત્વાકર્ષણ પૃથ્વીના લગભગ 16 ટકા છે, મંગળ પર પૃથ્વીના લગભગ 38 ટકા છે, જ્યારે સૌથી વધુ મોટો ગ્રહવી સૌર સિસ્ટમ, ગુરુ, પૃથ્વી કરતાં 2.5 ગણું ગુરુત્વાકર્ષણ ધરાવે છે.
• જો કે કોઈએ ગુરુત્વાકર્ષણની "શોધ" કરી નથી, એવી દંતકથા છે કે વિખ્યાત ખગોળશાસ્ત્રી ગેલિલિયો ગેલિલીએ પીસાના લીનિંગ ટાવર પરથી દડાઓ છોડીને ગુરુત્વાકર્ષણના કેટલાક પ્રારંભિક પ્રયોગો કર્યા હતા જેથી તેઓ કેટલી ઝડપથી પડી જાય.
• આઇઝેક ન્યૂટન માત્ર 23 વર્ષનો હતો અને યુનિવર્સિટીમાંથી ઘરે ગયો હતો જ્યારે તેણે તેના બગીચામાં એક સફરજન પડતું જોયુ અને ગુરુત્વાકર્ષણના રહસ્યોને ઉઘાડવાનું શરૂ કર્યું. (કદાચ આ તેના માથા પર પડતા સફરજન વિશેની દંતકથા છે).
• આઈન્સ્ટાઈનના સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતનું પ્રારંભિક માપદંડ એ દરમિયાન સૂર્યની નજીક સ્ટારલાઇટનું વળાંક હતું સૂર્યગ્રહણ 29 મે, 1919.
• બ્લેક હોલ છે વિશાળ પદાર્થોગુરુત્વાકર્ષણ એટલું મજબૂત છે કે પ્રકાશ પણ તેમાંથી છટકી શકતો નથી.
• આઈન્સ્ટાઈનનો સાપેક્ષતાનો સામાન્ય સિદ્ધાંત ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ સાથે અસંગત છે, વિચિત્ર નિયમો જે બ્રહ્માંડ બનાવે છે તેવા ફોટોન અને ઈલેક્ટ્રોન જેવા નાના કણોના વર્તનને નિયંત્રિત કરે છે.

વ્યાખ્યા

સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ I. ન્યૂટન દ્વારા શોધાયો હતો:

બે સંસ્થાઓ એકબીજાને આકર્ષે છે, તેમના ઉત્પાદનના સીધા પ્રમાણસર અને તેમની વચ્ચેના અંતરના વર્ગના વિપરિત પ્રમાણસર:

સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના કાયદાનું વર્ણન

ગુણાંક એ ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિરાંક છે. SI સિસ્ટમમાં, ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિરનો અર્થ છે:

આ સ્થિરાંક, જેમ જોઈ શકાય છે, ખૂબ જ નાનો છે, તેથી નાના સમૂહવાળા શરીર વચ્ચેના ગુરુત્વાકર્ષણ બળો પણ નાના હોય છે અને વ્યવહારીક રીતે અનુભવાતા નથી. જો કે, આંદોલન કોસ્મિક સંસ્થાઓસંપૂર્ણપણે ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા નિર્ધારિત. સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણની હાજરી અથવા, બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સમજાવે છે કે પૃથ્વી અને ગ્રહો શા માટે "સમર્થિત" છે અને શા માટે તેઓ સૂર્યની આસપાસ અમુક માર્ગો સાથે ફરે છે, અને તેનાથી દૂર ઉડતા નથી. સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો આપણને અવકાશી પદાર્થોની ઘણી લાક્ષણિકતાઓ - ગ્રહો, તારાઓ, તારાવિશ્વો અને બ્લેક હોલના સમૂહને નિર્ધારિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. આ કાયદો મહાન ચોકસાઈ સાથે ગ્રહોની ભ્રમણકક્ષાની ગણતરી અને સર્જન કરવાનું શક્ય બનાવે છે ગાણિતિક મોડેલબ્રહ્માંડ.

સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમનો ઉપયોગ કરીને, કોસ્મિક વેગની પણ ગણતરી કરી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, પૃથ્વીની સપાટીથી આડી રીતે આગળ વધતું શરીર તેના પર નહીં પડે, પરંતુ ગોળાકાર ભ્રમણકક્ષામાં જશે તે ન્યૂનતમ ઝડપ 7.9 કિમી/સે છે (પ્રથમ એસ્કેપ વેગ). પૃથ્વી છોડવા માટે, એટલે કે. તેના ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણને દૂર કરવા માટે, શરીરની ઝડપ 11.2 કિમી/સેકંડ (સેકન્ડ એસ્કેપ વેલોસિટી) હોવી જોઈએ.

ગુરુત્વાકર્ષણ એ સૌથી અદ્ભુત કુદરતી ઘટનાઓમાંની એક છે. ગુરુત્વાકર્ષણ બળોની ગેરહાજરીમાં, બ્રહ્માંડનું અસ્તિત્વ પણ અશક્ય હશે; ગુરુત્વાકર્ષણ બ્રહ્માંડમાં ઘણી પ્રક્રિયાઓ માટે જવાબદાર છે - તેનો જન્મ, અંધાધૂંધીને બદલે ઓર્ડરનું અસ્તિત્વ. ગુરુત્વાકર્ષણની પ્રકૃતિ હજુ પણ સંપૂર્ણ રીતે સમજી શકાયું નથી. અત્યાર સુધી, કોઈ પણ વ્યક્તિ ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની યોગ્ય પદ્ધતિ અને મોડેલ વિકસાવવામાં સક્ષમ નથી.

ગુરુત્વાકર્ષણ

અભિવ્યક્તિનો વિશેષ કેસ ગુરુત્વાકર્ષણ દળોગુરુત્વાકર્ષણ બળ છે.

ગુરુત્વાકર્ષણ હંમેશા ઊભી રીતે નીચે તરફ (પૃથ્વીના કેન્દ્ર તરફ) નિર્દેશિત થાય છે.

જો ગુરુત્વાકર્ષણ બળ શરીર પર કાર્ય કરે છે, તો શરીર કરે છે. ચળવળનો પ્રકાર પ્રારંભિક વેગની દિશા અને તીવ્રતા પર આધાર રાખે છે.

આપણે દરરોજ ગુરુત્વાકર્ષણની અસરોનો સામનો કરીએ છીએ. , થોડા સમય પછી તે પોતાને જમીન પર જુએ છે. હાથમાંથી છૂટેલું પુસ્તક નીચે પડી જાય છે. કૂદકો માર્યા પછી, વ્યક્તિ અંદર ઉડતી નથી ખુલ્લી જગ્યા, પરંતુ જમીન પર પડે છે.

પૃથ્વી સાથે આ શરીરની ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે પૃથ્વીની સપાટીની નજીક શરીરના મુક્ત પતનને ધ્યાનમાં લેતા, આપણે લખી શકીએ:

મુક્ત પતનનું પ્રવેગ ક્યાંથી આવે છે:

ગુરુત્વાકર્ષણનું પ્રવેગ શરીરના સમૂહ પર આધારિત નથી, પરંતુ પૃથ્વીથી ઉપરના શરીરની ઊંચાઈ પર આધારિત છે. ગ્લોબધ્રુવો પર સહેજ સપાટ, તેથી ધ્રુવોની નજીક સ્થિત શરીર પૃથ્વીના કેન્દ્રની થોડી નજીક સ્થિત છે. આ સંદર્ભમાં, મુક્ત પતનનો પ્રવેગ વિસ્તારના અક્ષાંશ પર આધાર રાખે છે: ધ્રુવ પર તે વિષુવવૃત્ત અને અન્ય અક્ષાંશો (વિષુવવૃત્ત m/s પર, ઉત્તર ધ્રુવ વિષુવવૃત્ત m/s પર) કરતા થોડો વધારે છે.

સમાન સૂત્ર તમને સમૂહ અને ત્રિજ્યાવાળા કોઈપણ ગ્રહની સપાટી પર ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રવેગને શોધવા માટે પરવાનગી આપે છે.

સમસ્યા હલ કરવાના ઉદાહરણો

ઉદાહરણ 1 (પૃથ્વીનું "વજન" કરવાની સમસ્યા)

ઉદાહરણ 2