Fenomena gravitasi adalah hukum gravitasi universal. Dua benda bekerja satu sama lain dengan gaya yang berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara mereka dan berbanding lurus dengan produk massa mereka.
Secara matematis, kita dapat mengungkapkan hukum besar ini dengan rumus
Gravitasi bekerja pada jarak yang sangat jauh di alam semesta. Tetapi Newton berpendapat bahwa semua benda saling tertarik. Apakah benar ada dua benda yang saling tarik menarik? Bayangkan saja, diketahui bahwa Bumi menarik Anda duduk di kursi. Tapi pernahkah Anda memikirkan fakta bahwa komputer dan mouse saling menarik? Atau pensil dan pulpen di atas meja? Dalam hal ini, kami mengganti massa pena, massa pensil ke dalam rumus, membaginya dengan kuadrat jarak di antara keduanya, dengan mempertimbangkan konstanta gravitasi, kami memperoleh gaya tarik-menarik timbal baliknya. Tapi, itu akan keluar sangat kecil (karena massa pena dan pensil yang kecil) sehingga kita tidak merasakan kehadirannya. Hal lain adalah jika menyangkut Bumi dan kursi, atau Matahari dan Bumi. Massa itu signifikan, artinya kita sudah bisa mengevaluasi efek gaya.
Mari kita pikirkan tentang percepatan jatuh bebas. Ini adalah operasi dari hukum tarik-menarik. Di bawah aksi suatu gaya, tubuh mengubah kecepatan semakin lambat, semakin besar massanya. Akibatnya, semua benda jatuh ke Bumi dengan percepatan yang sama.
Apa penyebab dari kekuatan unik yang tak terlihat ini? Sampai saat ini, keberadaan medan gravitasi diketahui dan dibuktikan. Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang sifat medan gravitasi dalam materi tambahan tentang topik tersebut.
Pikirkan tentang apa itu gravitasi. Dari mana asalnya? Apa yang diwakilinya? Lagi pula, tidak mungkin planet memandang Matahari, melihat seberapa jauh jaraknya, menghitung kuadrat kebalikan dari jarak sesuai dengan hukum ini?
Arah gravitasi
Ada dua benda, katakanlah benda A dan B. Benda A menarik benda B. Gaya yang digunakan benda A dimulai pada benda B dan diarahkan ke benda A. Yaitu, ia "mengambil" benda B dan menariknya ke dirinya sendiri . Tubuh B "melakukan" hal yang sama dengan tubuh A.
Setiap tubuh tertarik oleh bumi. Bumi "mengambil" tubuh dan menariknya ke tengahnya. Oleh karena itu, gaya ini akan selalu diarahkan secara vertikal ke bawah, dan diterapkan dari pusat gravitasi benda, yang disebut gravitasi.
Hal utama yang harus diingat
1) Hukum dan formula;
2) Arah gravitasi
Beberapa metode eksplorasi geologi, prediksi pasang surut dan, baru-baru ini, perhitungan pergerakan satelit buatan dan stasiun antarplanet. Perhitungan awal posisi planet-planet.
Bisakah kita membuat percobaan seperti itu sendiri, dan tidak menebak apakah planet, benda tertarik?
Pengalaman langsung seperti itu dibuat Cavendish (Henry Cavendish (1731-1810) - fisikawan dan kimiawan Inggris) menggunakan perangkat yang ditunjukkan pada gambar. Idenya adalah untuk menggantungkan tongkat dengan dua bola pada benang kuarsa yang sangat tipis dan kemudian membawa dua bola timah besar ke sampingnya. Daya tarik bola akan memuntir benang sedikit – sedikit, karena gaya tarik menarik antar benda biasa sangat lemah. Dengan bantuan instrumen seperti itu, Cavendish dapat mengukur secara langsung gaya, jarak, dan besaran kedua massa dan, dengan demikian, menentukan konstanta gravitasi G.
Penemuan unik konstanta gravitasi G, yang menjadi ciri medan gravitasi di ruang angkasa, memungkinkan untuk menentukan massa Bumi, Matahari, dan benda langit lainnya. Oleh karena itu, Cavendish menyebut pengalamannya "menimbang Bumi".
Menariknya, berbagai hukum fisika memiliki beberapa ciri umum. Mari beralih ke hukum listrik (gaya Coulomb). Gaya listrik juga berbanding terbalik dengan kuadrat jarak, tetapi sudah di antara muatan, dan tanpa sadar muncul pemikiran bahwa pola ini memiliki makna yang dalam. Hingga saat ini, belum ada yang mampu menghadirkan gravitasi dan listrik sebagai dua manifestasi berbeda dari esensi yang sama.
Gaya di sini juga bervariasi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak, tetapi perbedaan besarnya gaya listrik dan gaya gravitasi sangat mencolok. Dalam mencoba menetapkan sifat umum gravitasi dan listrik, kami menemukan keunggulan gaya listrik atas gaya gravitasi sehingga sulit dipercaya bahwa keduanya memiliki sumber yang sama. Bagaimana Anda bisa mengatakan bahwa yang satu lebih kuat dari yang lain? Bagaimanapun, itu semua tergantung pada berapa massa dan berapa muatannya. Memperdebatkan seberapa kuat gravitasi bekerja, Anda tidak berhak mengatakan: "Mari kita ambil massa dengan ukuran ini dan itu," karena Anda memilihnya sendiri. Tetapi jika kita mengambil apa yang Alam sendiri tawarkan kepada kita (angka dan ukurannya sendiri, yang tidak ada hubungannya dengan inci, tahun, ukuran kita), maka kita dapat membandingkan. Kami akan mengambil partikel bermuatan dasar, seperti, misalnya, elektron. Dua partikel elementer, dua elektron, karena muatan listrik saling tolak dengan gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara mereka, dan karena gravitasi mereka tertarik satu sama lain lagi dengan gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak jarak.
Pertanyaan: Berapa perbandingan gaya gravitasi dengan gaya listrik? Gravitasi terkait dengan tolakan listrik seperti halnya angka dengan 42 nol. Ini sangat membingungkan. Dari mana datangnya jumlah sebesar itu?
Orang mencari faktor besar ini dalam fenomena alam lainnya. Mereka melalui segala macam angka besar, dan jika Anda menginginkan angka besar, mengapa tidak mengambil, katakanlah, rasio diameter alam semesta dengan diameter proton - yang mengejutkan, ini juga angka dengan 42 nol. Dan mereka berkata: mungkinkah koefisien ini sama dengan perbandingan diameter proton dengan diameter alam semesta? Ini adalah pemikiran yang menarik, tetapi saat alam semesta mengembang secara bertahap, konstanta gravitasi juga harus berubah. Meskipun hipotesis ini belum terbantahkan, kami tidak memiliki bukti yang mendukungnya. Sebaliknya, beberapa bukti menunjukkan bahwa konstanta gravitasi tidak berubah dengan cara ini. Jumlah yang sangat besar ini tetap menjadi misteri hingga hari ini.
Einstein harus memodifikasi hukum gravitasi sesuai dengan prinsip relativitas. Prinsip pertama mengatakan bahwa jarak x tidak dapat diatasi secara instan, sedangkan menurut teori Newton, gaya bekerja secara instan. Einstein harus mengubah hukum Newton. Perubahan ini, penyempurnaan sangat kecil. Salah satunya adalah ini: karena cahaya memiliki energi, energi setara dengan massa, dan semua massa menarik, cahaya juga menarik dan, oleh karena itu, melewati Matahari, harus dibelokkan. Inilah yang sebenarnya terjadi. Gaya gravitasi juga sedikit diubah dalam teori Einstein. Tetapi perubahan yang sangat kecil dalam hukum gravitasi ini cukup untuk menjelaskan beberapa ketidakteraturan yang tampak dalam gerakan Merkurius.
Fenomena fisik dalam mikrokosmos tunduk pada hukum lain selain fenomena di dunia skala besar. Timbul pertanyaan: bagaimana gravitasi memanifestasikan dirinya dalam dunia skala kecil? Teori gravitasi kuantum akan menjawabnya. Tapi belum ada teori gravitasi kuantum. Orang belum berhasil menciptakan teori gravitasi yang sepenuhnya konsisten dengan prinsip mekanika kuantum dan prinsip ketidakpastian.
