Таталцлын хүч. Масс нь онолын тулгын чулуу юм. G утгын ач холбогдлын тухай

Таталцлын хүч гэдэг нь бие биенээсээ тодорхой зайд байрлах тодорхой масстай биеийг бие биедээ татах хүч юм.

Английн эрдэмтэн Исаак Ньютон 1867 онд уг хуулийг нээжээ бүх нийтийн таталцал. Энэ бол механикийн үндсэн хуулиудын нэг юм. Энэхүү хуулийн мөн чанар нь дараах байдалтай байна.аливаа хоёр материаллаг бөөмс нь тэдгээрийн массын үржвэртэй шууд пропорциональ ба тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ хүчээр бие биедээ татагддаг.

Таталцлын хүч бол хүний ​​хамгийн түрүүнд мэдэрсэн хүч юм. Энэ бол Дэлхий түүний гадаргуу дээр байрладаг бүх биетүүдэд үйлчлэх хүч юм. Мөн ямар ч хүн энэ хүчийг өөрийн жин мэт мэдэрдэг.

Таталцлын хууль

Ньютон эцэг эхийнхээ цэцэрлэгт орой алхаж байхдаа санамсаргүй байдлаар дэлхийн таталцлын хуулийг нээсэн гэсэн домог байдаг. Бүтээлч хүмүүсбайнга эрэл хайгуулд байдаг ба шинжлэх ухааны нээлтүүд- биш шуурхай ойлголт, гэхдээ урт хугацааны оюуны хөдөлмөрийн үр шим. Ньютон алимны модны доор суугаад өөр санаа бодож байтал гэнэт толгой дээр нь алим унав. Ньютон дэлхийн таталцлын хүчний үр дүнд алим унасан гэж ойлгосон. "Гэхдээ яагаад сар дэлхийд унадаггүй вэ? - гэж тэр бодлоо. "Энэ нь түүнийг тойрог замд байлгадаг өөр нэг хүч байдаг гэсэн үг." Алдартнууд ингэж л байна бүх нийтийн таталцлын хууль.

Тэнгэрийн биетүүдийн эргэлтийг урьд нь судалж байсан эрдэмтэд тэгж итгэж байсан селестиел биетүүдогт өөр хуульд захирагддаг. Өөрөөр хэлбэл, дэлхийн гадаргуу болон сансарт огт өөр таталцлын хууль байдаг гэж таамаглаж байсан.

Ньютон эдгээр санал болгож буй таталцлын төрлийг нэгтгэсэн. Гаригуудын хөдөлгөөнийг дүрсэлсэн Кеплерийн хуулиудад дүн шинжилгээ хийхдээ тэрээр аливаа биетүүдийн хооронд таталцлын хүч үүсдэг гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Өөрөөр хэлбэл, цэцэрлэгт унасан алим болон сансар дахь гаригууд хоёулаа ижил хууль буюу бүх нийтийн таталцлын хуульд захирагддаг хүчнүүдээр ажилладаг.

Гаригуудын хооронд таталцлын хүч байгаа тохиолдолд л Кеплерийн хууль үйлчилнэ гэдгийг Ньютон тогтоосон. Мөн энэ хүч нь гаригуудын масстай шууд пропорциональ бөгөөд тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна.

Таталцлын хүчийг томъёогоор тооцоолно F=G м 1 м 2 / r 2

м 1 - эхний биеийн масс;

м 2- хоёр дахь биеийн масс;

r - биеийн хоорондын зай;

Г – пропорциональ коэффициент гэж нэрлэдэг таталцлын тогтмолэсвэл бүх нийтийн таталцлын тогтмол.

Түүний үнэ цэнийг туршилтаар тодорхойлсон. Г= 6.67 10 -11 Нм 2 / кг 2

Нэгж масстай тэнцүү масстай хоёр материалын цэг хол зайд байрладаг бол, нэгтэй тэнцүүзай, дараа нь тэд тэнцүү хүчээр татдагГ.

Таталцлын хүч нь таталцлын хүч. Тэднийг бас дууддаг таталцлын хүч. Тэд бүх нийтийн таталцлын хуульд захирагддаг бөгөөд бүх бие масстай тул хаа сайгүй гарч ирдэг.

Таталцал

Дэлхийн гадаргуугийн ойролцоох таталцлын хүч нь бүх биеийг дэлхий рүү татах хүч юм. Тэд түүнийг дууддаг хүндийн хүч. Биеийн дэлхийн гадаргуугаас зай нь дэлхийн радиустай харьцуулахад бага байвал энэ нь тогтмол гэж тооцогддог.

Таталцлын хүч учраас таталцлын хүч, гаригийн масс ба радиусаас хамаарна, дараа нь өөр өөр гаригуудөөр байх болно. Сарны радиусаас хойш радиусаас багаДэлхий, тэгвэл саран дээрх таталцлын хүч дэлхий дээрхээс 6 дахин бага байна. Бархасбадь дээр эсрэгээрээ таталцлын хүч 2.4 дахин их байдаг илүү их хүчДэлхий дээрх таталцал. Гэхдээ биеийн жинг хаана хэмжсэнээс үл хамааран тогтмол хэвээр байна.

Таталцал нь үргэлж жинтэй тэнцүү байдаг гэж олон хүмүүс жин ба таталцлын утгыг андуурдаг. Гэхдээ энэ нь үнэн биш юм.

Биеийн тулгуур дээр дарах эсвэл суспензийг сунгах хүч нь жин юм. Хэрэв та дэмжлэг эсвэл түдгэлзүүлэлтийг арилгах юм бол бие нь хурдатгалтайгаар унаж эхэлнэ Чөлөөт уналтхүндийн хүчний нөлөөн дор. Таталцлын хүч нь биеийн масстай пропорциональ байна. Үүнийг томъёогоор тооцоолноФ= м g , Хаана м- биеийн жин, g -таталцлын хурдатгал.

Биеийн жин өөрчлөгдөж, заримдаа бүрмөсөн алга болно. Биднийг дээд давхарт байрлах цахилгаан шатанд байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Цахилгаан шат нь үнэ цэнэтэй юм. Энэ мөчид бидний P жин ба Дэлхий биднийг татдаг F таталцлын хүч тэнцүү байна. Гэвч цахилгаан шат хурдатгалтайгаар доошоо хөдөлж эхэлмэгц А , жин ба таталцал тэнцүү байхаа больсон. Ньютоны хоёр дахь хуулийн дагуумг+ P = би. Р =m g -ма.

Томъёноос харахад бидний жин доошлох тусам буурсан нь тодорхой байна.

Цахилгаан шат хурдаа нэмэн хурдасгахгүй хөдөлж эхлэх тэр мөчид бидний жин ахин ирлээ хүчтэй тэнцүүхүндийн хүч. Тэгээд цахилгаан шат удааширч эхлэхэд хурдатгал Асөрөг болж, жин нэмэгдсэн. Хэт ачаалал орж ирдэг.

Хэрэв чөлөөт уналтын хурдатгалын дагуу бие нь доошоо хөдөлж байвал жин нь бүрэн тэг болно.

At а=g Р=мг-ма= мг - мг=0

Энэ бол жингүйдлийн байдал юм.

Тиймээс орчлонгийн бүх материаллаг биетүүд бүх нийтийн таталцлын хуулийг дагаж мөрддөг. Нарны эргэн тойрон дахь гаригууд, дэлхийн гадаргуутай ойролцоо байрладаг бүх биетүүд.

Таталцлын харилцан үйлчлэл

Хамгийн энгийн даалгавар селестиел механикхоосон орон зай дахь хоёр цэг буюу бөмбөрцөг биетийн таталцлын харилцан үйлчлэл юм. Сонгодог механикийн хүрээнд энэ асуудлыг аналитик байдлаар хаалттай хэлбэрээр шийддэг; түүний шийдлийн үр дүнг ихэвчлэн томъёолдог гурван хэлбэрээр Кеплерийн хуулиуд.

Харилцан үйлчилдэг биетүүдийн тоо нэмэгдэхийн хэрээр даалгавар нь илүү төвөгтэй болдог. Тийм ээ, аль хэдийн алдартай гурван биеийн асуудал(өөрөөр хэлбэл хөдөлгөөн гурван бие 0 бус масстай) -д аналитик аргаар шийдвэрлэх боломжгүй ерөнхий үзэл. Тоон шийдлийн хувьд шийдлүүдийн тогтворгүй байдал анхны нөхцөл. Өргөдөл дотор нарны системэнэ тогтворгүй байдал нь гаригуудын хөдөлгөөнийг зуу сая жилээс илүү масштабаар нарийн таамаглах боломжгүй болгодог.

Зарим онцгой тохиолдолд ойролцоогоор шийдлийг олох боломжтой. Хамгийн чухал тохиолдол бол нэг биеийн масс бусад биеийн массаас хамаагүй их байх явдал юм (жишээ нь: Нарны систем ба динамик Санчир гаригийн цагиргууд). Энэ тохиолдолд эхний ойролцоо байдлаар бид гэрлийн биетүүд хоорондоо харилцан үйлчлэлцдэггүй бөгөөд их биеийг тойрон Кеплерийн траекторийн дагуу хөдөлдөг гэж бид үзэж болно. Тэдний хоорондын харилцан үйлчлэлийг хүрээнд авч үзэж болно цочролын онолболон цаг хугацааны дундаж. Энэ тохиолдолд өчүүхэн бус үзэгдлүүд үүсч болно, тухайлбал резонанс , татагч , санамсаргүй байдалгэх мэт. Сайн жишээийм үзэгдлүүд - нарийн төвөгтэй бүтэцСанчир гаригийн цагиргууд.

Системийн зан төлөвийг үнэн зөв тайлбарлахыг оролдсон ч гэсэн их тооойролцоогоор ижил масстай биеийг татах, энэ үзэгдлийн улмаас үүнийг хийх боломжгүй динамик эмх замбараагүй байдал.

Хүчтэй таталцлын талбарууд

Хүчтэй таталцлын талбарт, түүнчлэн таталцлын талбарт шилжих үед харьцангуй хурд, нөлөө илэрч эхэлдэг ерөнхий харьцангуйн онол(OTO):

• өөрчлөх геометророн зай-цаг хугацаа;
  • Үүний үр дүнд таталцлын хуулийн Ньютоноос хазайсан;
  • болон онцгой тохиолдолд - тохиолдох хар нүхнүүд ;
• эцсийн холбоотой боломжуудын саатал таталцлын эвдрэлийн тархалтын хурд ;
  • Үүний үр дүнд таталцлын долгион үүсэх;
• Шугаман бус нөлөө: таталцал нь өөртэйгөө харилцан үйлчлэх хандлагатай байдаг суперпозиция зарчимВ хүчтэй талбайнуудцаашид гүйцэтгэхээ больсон.

Таталцлын цацраг

Харьцангуйн ерөнхий онолын чухал таамаглалуудын нэг нь таталцлын цацраг, байгаа нь хараахан шууд ажиглалтаар батлагдаагүй байна. Гэсэн хэдий ч түүний оршин тогтнохыг дэмжсэн томоохон шууд бус нотолгоо байдаг, тухайлбал: эрчим хүчний алдагдал ойрын үед хос системавсаархан таталцагч объектуудыг агуулсан (жишээ нь нейтрон ододэсвэл хар нүхнүүд), ялангуяа алдартай систем PSR B1913+16(Hulse-Taylor pulsar) нь харьцангуйн ерөнхий загвартай сайн тохирч байгаа бөгөөд энэ энерги нь таталцлын цацрагаар яг дамждаг.

Таталцлын цацрагийг зөвхөн хувьсагчтай системээр үүсгэж болно дөрвөн туйлтэсвэл түүнээс дээш олон туйлт мөчүүд, энэ баримт нь таталцлын цацрагийн ихэнхийг харуулж байна байгалийн эх үүсвэрчиглэлтэй бөгөөд энэ нь түүнийг илрүүлэхэд ихээхэн хүндрэл учруулдаг. Таталцлын хүч n-хэрэв олон туйлт нь цахилгаан төрөлтэй бол талбайн эх үүсвэр пропорциональ, хэрэв олон туйлт нь соронзон төрөл байвал vнь цацрагийн систем дэх эх үүсвэрүүдийн хөдөлгөөний онцлог хурд, ба в- гэрлийн хурд. Тиймээс давамгайлах мөч нь дөрвөлжин туйл байх болно цахилгаан төрөл, мөн харгалзах цацрагийн хүч нь дараахтай тэнцүү байна.

Хаана - тензормассын тархалтын дөрвөлжин момент цацрагийн систем. Тогтмол (1/Вт) нь цацрагийн эрчим хүчний дарааллыг тооцоолох боломжийг олгодог.

1969 оноос хойш (Веберийн туршилтууд ( Англи)), таталцлын цацрагийг шууд илрүүлэх оролдлого хийгдэж байна. АНУ, Европ, Японд одоогоорхэд хэдэн газар дээр суурилсан детекторууд байдаг ( LIGO , Охины орд, TAMA ( Англи), GEO 600), түүнчлэн сансрын төсөл таталцлын мэдрэгч ЛИСА(Лазер интерферометрийн сансрын антен - лазер интерферометрийн сансрын антен). ОХУ-д газар дээр суурилсан детекторыг боловсруулж байна Шинжлэх ухааны төвБүгд Найрамдах Улсын "Дулкын" гравитацийн долгионы судалгаа Татарстан.

Хүндийн хүчний нарийн нөлөө

Дэлхийн тойрог зам дахь орон зайн муруйлтыг хэмжих (зураачийн зураг)

Сонгодог эффектүүдээс гадна таталцлын таталцалболон цаг хугацааны тэлэлт харьцангуйн ерөнхий онолтаталцлын бусад илрэлүүд байгааг урьдчилан таамаглаж байна хуурай газрын нөхцөл байдалмаш сул байдаг тул тэдгээрийг илрүүлэх, туршилтаар баталгаажуулах нь маш хэцүү байдаг. Саяхныг хүртэл эдгээр бэрхшээлийг даван туулах нь туршилтчдын чадвараас давсан мэт санагдаж байв.

Тэдний дунд, ялангуяа бид нэрлэж болно инерцийн хүрээний оролт(эсвэл Lens-thirring эффект) болон таталцлын соронзон орон. IN 2005 он автомат төхөөрөмж НАСА Хүндийн хүчний мэдрэгч Bдэлхийн ойролцоо эдгээр нөлөөг хэмжихийн тулд урьд өмнө хэзээ ч байгаагүй нарийн туршилт хийсэн. Хүлээн авсан мэдээллийг боловсруулах ажлыг 2011 оны 5-р сар хүртэл хийж, геодезийн прецесс, чирэх нөлөөлөл байгаа эсэх, цар хүрээг баталгаажуулсан. инерцийн системүүданх таамаглаж байснаас арай бага нарийвчлалтай тоолж байна.

Хэмжилтийн дуу чимээг шинжлэх, задлах эрчимтэй ажилласны дараа 5-р сарын 4-нд НАСА-ТВ-ийн хэвлэлийн бага хурал дээр номлолын эцсийн үр дүнг зарлав. 2011 онболон онд хэвлэгдсэн Физик тойм захидал. Геодезийн прецессийн хэмжсэн утга нь байсан −6601.8±18.3 миллисекунджилд нумууд, татах нөлөө - −37.2±7.2 миллисекунджилийн нумууд (харьц. онолын үнэ цэнэ−6606.1 мас/жил ба −39.2 мас/жил).

Таталцлын сонгодог онолууд

Улмаас квант нөлөөтаталцлын хүч нь хамгийн эрс тэс туршилтын болон ажиглалтын нөхцөлд ч гэсэн маш бага байдаг; Онолын тооцоолсноор ихэнх тохиолдолд хязгаарлах боломжтой байдаг сонгодог тайлбар таталцлын харилцан үйлчлэл.

Орчин үеийн каноник байдаг сонгодог онолтаталцал - харьцангуйн ерөнхий онол, мөн өөр өөр түвшний хөгжлийн олон тодорхойлогч таамаглал, онолууд хоорондоо өрсөлддөг. Эдгээр бүх онолууд нь одоогоор туршилтын туршилт хийж байгаа ойролцоо таамаглалыг дэвшүүлдэг. Дараах нь хэд хэдэн үндсэн, хамгийн сайн боловсруулсан эсвэл тайлбарласан мэдэгдэж байгаа онолуудхүндийн хүч.

Харьцангуйн ерөнхий онол

Харьцангуйн ерөнхий онолын (GTR) стандарт хандлагад таталцлыг эхлээд хүчний харилцан үйлчлэл гэж үздэггүй, харин орон зай-цаг хугацааны муруйлтын илрэл гэж үздэг. Тиймээс харьцангуйн ерөнхий онолд таталцлыг геометрийн эффект гэж тайлбарлаж, орон зай-цаг хугацааг Евклидийн бус үзэл баримтлалын хүрээнд авч үздэг. Риманы (илүү нарийвчлалтай псевдо-Риман) геометр. Таталцлын талбар (Ньютоны таталцлын потенциалын ерөнхий дүгнэлт), заримдаа таталцлын талбар гэж нэрлэдэг бөгөөд харьцангуйн онол нь ерөнхийдөө тензорын метрийн оронтой тодорхойлогддог. хэмжүүрдөрвөн хэмжээст орон зай-цаг хугацаа, ба таталцлын талбайн хүч- Хамт аффин холболтхэмжигдэхүүнээр тодорхойлогдсон орон зай.

Харьцангуйн ерөнхий онолын стандарт асуудал нь хамтдаа тодорхойлдог метрийн тензорын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тодорхойлох явдал юм геометрийн шинж чанаруудэх сурвалжийн мэдэгдэж буй тархалтын дагуу орон зай-цаг хугацаа эрчим хүчний импульсавч үзэж буй системд дөрвөн хэмжээст координат. Хариуд нь хэмжүүрийн талаархи мэдлэг нь туршилтын бөөмсийн хөдөлгөөнийг тооцоолох боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь тухайн систем дэх таталцлын талбайн шинж чанарын талаархи мэдлэгтэй тэнцүү юм. Харьцангуйн ерөнхий тэгшитгэлийн тензор шинж чанар, түүнчлэн түүнийг томъёолох стандарт үндсэн үндэслэлээс шалтгаалан таталцлыг мөн тензор шинж чанартай гэж үздэг. Үүний нэг үр дагавар таталцлын цацрагхамгийн багадаа дөрвөлсөн туйлт дараалалтай байх ёстой.

Таталцлын талбайн энерги өөрчлөгдөөгүйгээс харьцангуй ерөнхий онолын хувьд хүндрэлтэй байдаг нь мэдэгдэж байна. энерги өгсөнтензороор тодорхойлогдоогүй бөгөөд онолын хувьд тодорхойлж болно янз бүрийн арга замууд. Харьцангуйн ерөнхий онолын хувьд эргэлт-орбитын харилцан үйлчлэлийг тодорхойлох асуудал бас гарч ирдэг (учир нь өргөтгөсөн объектын ээрэх нь бас байдаггүй. хоёрдмол утгагүй тодорхойлолт). Үр дүнгийн хоёрдмол утгагүй байдал, тууштай байдлыг зөвтгөхтэй холбоотой тодорхой бэрхшээлүүд байдаг гэж үздэг (асуудал). таталцлын онцгой шинж чанарууд).

Гэсэн хэдий ч харьцангуйн ерөнхий онол нь саяхан болтол туршилтаар батлагдсан. 2012 он). Нэмж дурдахад, Эйнштейний олон өөр аргууд, гэхдээ орчин үеийн физикийн стандарт, таталцлын онолыг томъёолох хандлага нь бага энергитэй ойролцоох харьцангуйн онолтой давхцах үр дүнд хүргэдэг бөгөөд энэ нь одоо туршилтаар баталгаажуулах боломжтой цорын ганц арга юм.

Эйнштейн-Картан онол

Эйнштейний онол - Картана(EC) нь харьцангуйн ерөнхий онолын өргөтгөл болгон бүтээгдсэн бөгөөд үүнд үзүүлэх нөлөөллийн тайлбарыг багтаасан болно орон зайэрчим хүчний импульсээс гадна мөн буцажобъектууд. EC-ийн онолд аффины мушгиралтыг нэвтрүүлсэн бөгөөд орон зай-цаг хугацааны псевдо-Риман геометрийн оронд Риман-Картан геометрийг ашигладаг. Үүний үр дүнд тэд метрийн онолоос орон зай цаг хугацааны аффин онол руу шилждэг. Орон зай-цаг хугацааг дүрсэлсэн тэгшитгэлүүд нь хоёр ангилалд хуваагдана. Тэдгээрийн нэг нь харьцангуйн ерөнхий онолтой төстэй бөгөөд ялгаатай нь муруйлтын тензор нь аффин мушгиралт бүхий бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг. Хоёрдахь ангиллын тэгшитгэл нь мушгирах тензор ба бодисын эргэлтийн тензор ба цацрагийн хоорондох холболтыг тодорхойлдог. Нөхцөл байдал дахь харьцангуйн ерөнхий онолын үр дүнд оруулсан нэмэлт өөрчлөлтүүд орчин үеийн ертөнцмаш жижиг тул тэдгээрийг хэмжих таамаглалын арга ч хараахан харагдахгүй байна.

Хэдийгээр таталцал байдаг хамгийн сул харилцан үйлчлэлОрчлон ертөнцийн биетүүдийн хооронд түүний физик, одон орон судлалын ач холбогдол асар их, учир нь энэ нь нөлөөлөх чадвартай байдаг. физик объектуудорон зайн аль ч зайд.

Хэрэв та одон орон судлалыг сонирхож байгаа бол таталцал, дэлхийн таталцлын хууль гэж юу вэ гэж гайхаж байсан байх. Таталцал нь бүх нийтийн шинж чанартай байдаг үндсэн харилцан үйлчлэлОрчлон ертөнцийн бүх объектуудын хооронд.

Таталцлын хуулийг нээсэн нь Английн алдарт физикч Исаак Ньютонтой холбоотой. Алдарт эрдэмтний толгой дээр унасан алимны түүхийг та бүхний олонх нь мэдэх байх. Гэсэн хэдий ч, хэрэв та түүхийг илүү гүнзгий харвал таталцлын хүчийг түүний эринээс өмнө эртний философич, эрдэмтэд, тухайлбал Эпикурус бодож байсан гэдгийг харж болно. Гэсэн хэдий ч физикийн биетүүдийн таталцлын харилцан үйлчлэлийг сонгодог механикийн хүрээнд анх тодорхойлсон хүн нь Ньютон юм. Түүний онолыг өөр нэг алдартай эрдэмтэн Альберт Эйнштейн боловсруулсан бөгөөд харьцангуйн ерөнхий онолдоо орон зай дахь таталцлын нөлөө, түүнчлэн түүний орон зай-цаг хугацааны тасралтгүй байдалд гүйцэтгэх үүргийг илүү нарийвчлалтай тодорхойлсон.

Ньютоны бүх нийтийн таталцлын тухай хуульд заасны дагуу зайнаас тусгаарлагдсан массын хоёр цэгийн хоорондох таталцлын хүч нь зайны квадраттай урвуу, хоёр масстай шууд пропорциональ байна. Таталцлын хүч нь хол зайд байдаг. Энэ нь масстай бие хэрхэн хөдөлж байгаагаас үл хамааран юм сонгодог механиктүүний таталцлын боломж нь зөвхөн энэ объектын байрлалаас хамаарна Энэ мөчцаг. Хэрхэн илүү массОбъект нь таталцлын талбар их байх тусам таталцлын хүч илүү хүчтэй болно. Галактик, од, гариг ​​зэрэг сансрын биетүүд байдаг хамгийн их хүчтаталцал ба үүний дагуу хангалттай хүчтэй таталцлын талбарууд.

Таталцлын талбарууд

Дэлхийн таталцлын талбар

Таталцлын орон гэдэг нь ертөнцийн биетүүдийн хооронд таталцлын харилцан үйлчлэл явагдах зай юм. Обьектийн масс их байх тусам түүний таталцлын орон хүчтэй байх тусам бусдад үзүүлэх нөлөө нь мэдэгдэхүйц байх болно. физик биедотор тодорхой орон зай. Объектийн таталцлын орон нь потенциал юм. Өмнөх мэдэгдлийн мөн чанар нь хэрэв та орох юм бол боломжит эрчим хүчхоёр биений хоорондох таталцал, дараа нь сүүлчийнх нь хаалттай контурын дагуу хөдөлсний дараа өөрчлөгдөхгүй. Эндээс потенциал ба нийлбэрийг хадгалах өөр нэгэн алдартай хууль гарч ирнэ кинетик энергихаалттай гогцоонд.

IN материаллаг ертөнцтаталцлын орон байна их ач холбогдол. Үүнийг орчлон ертөнцийн масстай бүх материаллаг объектууд эзэмшдэг. Таталцлын орон нь зөвхөн бодис төдийгүй энергид нөлөөлдөг. Энэ нь яг ийм том гравитацийн талбайн нөлөөнөөс үүдэлтэй юм сансрын объектууд, хар нүх, квазар, хэт масстай оддын нэгэн адил логик бүтцээр тодорхойлогддог нарны систем, галактик болон бусад одон орны бөөгнөрөл үүсдэг.

Шинжлэх ухааны сүүлийн үеийн мэдээллээс харахад орчлон ертөнц тэлэлтийн алдартай нөлөө нь таталцлын харилцан үйлчлэлийн хуулиудад суурилдаг. Ялангуяа орчлон ертөнцийн тэлэлт нь түүний жижиг, том биетүүдийн аль алиных нь хүчтэй таталцлын талбаруудаар тусалдаг.

Хоёртын систем дэх таталцлын цацраг

Таталцлын цацраг буюу таталцлын долгион гэдэг нь физик, сансар судлалд анх удаа нэрт эрдэмтэн нэвтрүүлсэн нэр томъёо юм. эрдэмтэн АльбертЭйнштейн. Таталцлын онол дахь таталцлын цацраг нь хувьсах хурдатгалтай материаллаг биетүүдийн хөдөлгөөнөөс үүсдэг. Объектыг хурдасгах үед таталцлын долгион түүнээс "тасрах" мэт санагддаг бөгөөд энэ нь хүрээлэн буй орон зайд таталцлын талбайн хэлбэлзэлд хүргэдэг. Үүнийг эффект гэж нэрлэдэг таталцлын долгион.

Хэдийгээр таталцлын долгионыг Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онол болон таталцлын бусад онолууд урьдчилан таамаглаж байсан ч хэзээ ч шууд илрүүлж байгаагүй. Энэ нь юуны түрүүнд тэдний хэт жижиг байдалтай холбоотой юм. Гэсэн хэдий ч одон орон судлалд үүнийг батлах шууд бус нотолгоо байдаг энэ нөлөө. Тиймээс таталцлын долгионы нөлөөг хандалтын жишээн дээр ажиглаж болно давхар од. Ажиглалтаар давхар оддын нэгдэх хурд нь таталцлын цацрагт зарцуулагддаг эдгээр сансрын биетүүдийн энергийн алдагдалаас тодорхой хэмжээгээр хамаардаг болохыг баталж байна. Эрдэмтэд ойрын ирээдүйд шинэ үеийн Advanced LIGO болон VIRGO телескопуудыг ашиглан энэхүү таамаглалыг найдвартай батлах боломжтой болно.

IN орчин үеийн физикМеханикийн хувьд сонгодог ба квант гэсэн хоёр ойлголт байдаг. Квант механик нь харьцангуй саяхан үүссэн бөгөөд сонгодог механикаас үндсэндээ ялгаатай. IN квант механикобъектууд (квантууд) тодорхой байрлал, хурдтай байдаггүй; энд бүх зүйл магадлал дээр суурилдаг. Өөрөөр хэлбэл, объект нь тодорхой хугацааны туршид орон зайд тодорхой байр эзэлдэг. Түүнийг хаашаа нүүхийг найдвартай тодорхойлох боломжгүй, гэхдээ зөвхөн өндөр магадлалтайгаар.

Таталцлын нэг сонирхолтой нөлөө нь орон зай-цаг хугацааны тасралтгүй байдлыг нугалж чаддаг явдал юм. Эйнштейний онолоор сансар огторгуйд бөөгнөрөл буюу ямар нэгэн энерги байдаг материаллаг бодисорон зай-цаг муруй байна. Үүний дагуу энэ бодисын таталцлын талбайн нөлөөнд унасан бөөмсийн замнал өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь тэдний хөдөлгөөний траекторийг өндөр магадлалтайгаар урьдчилан таамаглах боломжийг олгодог.

Таталцлын онолууд

Өнөөдөр эрдэмтэд арав гаруй зүйлийг мэддэг янз бүрийн онолуудхүндийн хүч. Тэдгээрийг сонгодог болон альтернатив онол гэж хуваадаг. Ихэнх алдартай төлөөлөгчидЭхнийх нь 1666 онд Их Британийн нэрт физикчийн зохион бүтээсэн Исаак Ньютоны таталцлын сонгодог онол юм. Үүний мөн чанар нь үүнд оршдог их биемеханикийн хувьд энэ нь эргэн тойронд таталцлын талбар үүсгэдэг бөгөөд энэ нь жижиг биетүүдийг өөртөө татдаг. Эргээд сүүлийнх нь бас байдаг таталцлын талбар, Орчлон ертөнцийн бусад материаллаг объектуудын нэгэн адил.

Дараачийн алдартай онолТаталцлыг 20-р зууны эхээр дэлхийд алдартай Германы эрдэмтэн Альберт Эйнштейн зохион бүтээжээ. Эйнштейн таталцлыг үзэгдэл гэж илүү нарийвчлалтай тодорхойлж, түүний үйлдлийг зөвхөн сонгодог механикт төдийгүй квант ертөнц. Түүний ерөнхий онолХарьцангуй онол нь таталцал зэрэг хүчний орон зай-цаг хугацааны тасралтгүй байдалд нөлөөлөх чадварыг тодорхойлдог, түүнчлэн хөдөлгөөний замнал. энгийн бөөмссансарт.

дунд өөр онолуудхүндийн хүч хамгийн их анхаарал хандуулдаг, магадгүй манай эх орон нэгт хүний ​​зохиосон харьцангуйн онол зохих ёсоор алдартай физикчА.А. Логунов. Эйнштейнээс ялгаатай нь Логунов таталцлыг геометрийн биш, харин бодит, нэлээд хүчтэй физик хүчний талбар гэж нотолсон. Таталцлын өөр онолуудын дунд скаляр, биметр, квазилин болон бусад онолууд бас алдартай.

1. Сансарт нисч, эх дэлхийдээ буцаж ирсэн хүмүүсийн хувьд манай гарагийн таталцлын нөлөөнд дасах нь эхэндээ нэлээд хэцүү байдаг. Заримдаа энэ нь хэдэн долоо хоног болдог.
2. Энэ нь батлагдсан Хүний биежингүйдлийн нөхцөлд сар бүр ясны чөмөгний массын 1 хүртэлх хувийг алдаж болно.
3. Хамгийн бага татах хүч нарны системГаригуудын дотроос Ангараг хамгийн том нь, Бархасбадь хамгийн том нь.
4. Гэдэсний өвчин үүсгэдэг салмонелла бактери нь жингүйдлийн үед илүү идэвхтэй ажиллаж, өвчин үүсгэх чадвартай байдаг. хүний ​​биедилүү их хор хөнөөлтэй.
5. Орчлон ертөнцийн бүх мэдэгдэж байгаа одон орны объектуудын дунд хар нүхнүүд хамгийн их таталцлын хүчийг агуулдаг. Гольфын бөмбөгний хэмжээтэй хар нүх нь манай гаригийнхтай адил таталцлын хүчтэй байж болно.
6. Дэлхий дээрх таталцлын хүч манай гаригийн өнцөг булан бүрт ижил байдаггүй. Жишээлбэл, Канадын Хадсон Бэй мужид дэлхийн бусад бүс нутгуудаас доогуур байна.

Таталцлын хүч нь янз бүрийн байдлаараа илэрдэг дөрвөн үндсэн хүчний нэг юм өөр өөр биеДэлхий дээр болон түүнээс цааш аль алинд нь. Тэдгээрээс гадна цахилгаан соронзон, сул ба цөмийн (хүчтэй) нь ялгагдана. Хүн төрөлхтөн тэдний оршин тогтнохыг анх ухаарсан байх. Дэлхийн талаас эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан. Гэсэн хэдий ч хүн төрөлхтөн ийм төрлийн харилцан үйлчлэл нь зөвхөн дэлхий ба аливаа биетүүдийн хооронд тохиолддог гэдгийг ойлгохоос өмнө олон зуун жил өнгөрчээ. өөр өөр объектууд. Тэдний хэрхэн ажилладагийг анх ойлгосон хүн бол Английн физикч И.Ньютон юм. Тэр л одоо олны танил болсон хүмүүсийг гаргаж ирсэн

Таталцлын хүчний томъёо

Ньютон системд гаригууд хөдөлдөг хуулиудад дүн шинжилгээ хийхээр шийджээ. Үүний үр дүнд тэрээр нар болон гаригуудын хооронд таталцлын хүч үйлчилж байж л селестиел биетүүдийг тойрон эргэдэг гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Тэнгэрийн биетүүд бусад биетүүдээс зөвхөн хэмжээ, массаараа л ялгаатай байдгийг ойлгосон эрдэмтэн дараах томьёог гаргажээ.

F = f x (m 1 x m 2) / r 2, энд:

• м 1, м 2 нь хоёр биеийн масс;
• r нь шулуун шугамын хоорондох зай;
• f нь таталцлын тогтмол, утга нь 6.668 x 10 -8 см 3 /г х сек 2.

Тиймээс дурын хоёр объект бие биедээ татагддаг гэж маргаж болно. Таталцлын хүчний хийсэн ажил нь эдгээр биетүүдийн масстай шууд пропорциональ, тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна.

Томьёог ашиглах онцлог

Өнгөц харахад та хэрэглэж болох юм шиг санагдаж байна математик тайлбарТаталцлын хууль нь маш энгийн. Гэсэн хэдий ч хэрэв та энэ талаар бодож байвал энэ томъёоЭнэ нь зөвхөн хоёр массын хувьд утга учиртай бөгөөд тэдгээрийн хоорондын зайтай харьцуулахад хэмжээ нь өчүүхэн бага байдаг. Тэгээд тэднийг хоёр оноотой андуурч болохоор их. Гэхдээ зай нь биетүүдийн хэмжээтэй харьцуулж, өөрсдөө байгаа үед юу хийж болох вэ жигд бус хэлбэр? Тэдгээрийг хэсэг болгон хувааж, тэдгээрийн хоорондох таталцлын хүчийг тодорхойлж, үр дүнг тооцоолох уу? Хэрэв тийм бол тооцоололд хэдэн оноо авах ёстой вэ? Таны харж байгаагаар бүх зүйл тийм ч хялбар биш юм.

Хэрэв бид (математикийн үүднээс) цэг нь хэмжээсгүй гэдгийг харгалзан үзвэл энэ байдал бүрэн найдваргүй мэт санагдаж байна. Аз болоход эрдэмтэд энэ тохиолдолд тооцоо хийх аргыг олсон байна. Тэд интеграл аппаратыг ашигладаг бөгөөд аргын мөн чанар нь объектыг хуваах явдал юм хязгааргүй тоомасс нь төвдөө төвлөрсөн жижиг шоо. Дараа нь үр дүнгийн хүчийг олохын тулд томъёог гаргаж, хязгаарлах шилжилтийг хийж, бүрдүүлэгч элемент бүрийн эзэлхүүнийг цэг (тэг) хүртэл бууруулж, ийм элементүүдийн тоо хязгааргүйд хүрдэг. Энэхүү техникийн ачаар зарим чухал дүгнэлтийг гаргах боломжтой болсон.

1. Хэрэв бие нь бөмбөлөг (бөмбөрцөг), нягтрал нь жигд байвал бүх масс нь түүний төвд төвлөрч байгаа мэт өөр ямар ч объектыг өөртөө татдаг. Тиймээс зарим алдаа гарвал энэ дүгнэлтийг гаригуудад хэрэглэж болно.
2. Объектын нягтрал нь төвөөр тодорхойлогддог бол бөмбөрцөг тэгш хэм, энэ нь бүх масс нь тэгш хэмийн цэг дээр байгаа мэт бусад объектуудтай харилцан үйлчилдэг. Тиймээс, хэрэв та хөндий бөмбөг (жишээлбэл, бие биендээ үүрлэсэн хэд хэдэн бөмбөг) авбал бусад биеийг татах болно. материаллаг цэгтэдэнтэй байх нийт жинмөн төвд байрладаг.