Yer çekimi kuvveti. Teorinin temel taşı olarak kütle. G değerinin önemi hakkında

Yerçekimi kuvveti, birbirinden belirli bir mesafede bulunan belirli bir kütleye sahip cisimlerin birbirine çekildiği kuvvettir.

İngiliz bilim adamı Isaac Newton 1867'de yasayı keşfetti evrensel yerçekimi. Bu mekaniğin temel yasalarından biridir. Bu kanunun özü şudur:herhangi iki maddi parçacık, kütlelerinin çarpımı ile doğru orantılı ve aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılı bir kuvvetle birbirlerine çekilir.

Yerçekimi kuvveti, bir kişinin hissettiği ilk kuvvettir. Bu, Dünya'nın yüzeyinde bulunan tüm cisimlere etki ettiği kuvvettir. Ve her insan bu kuvveti kendi ağırlığı gibi hisseder.

Yerçekimi Yasası

Newton'un evrensel çekim yasasını akşamları ebeveynlerinin bahçesinde yürürken tesadüfen keşfettiğine dair bir efsane var. Yaratıcı insanlar sürekli arayış içindeler ve bilimsel keşifler- bu değil anında içgörü, ama uzun vadeli zihinsel çalışmanın meyvesi. Bir elma ağacının altında oturan Newton başka bir fikir üzerinde düşünüyordu ve birdenbire kafasına bir elma düştü. Newton, elmanın Dünya'nın çekim kuvvetinin bir sonucu olarak düştüğünü anlamıştı. “Peki neden Ay Dünya'ya düşmüyor? - diye düşündü. "Bu, onu yörüngede tutan başka bir kuvvetin ona etki ettiği anlamına geliyor." Ünlüler böyle evrensel çekim kanunu.

Daha önce gök cisimlerinin dönüşünü inceleyen bilim adamları şuna inanıyordu: gök cisimleri tamamen farklı kanunlara tabidir. Yani, Dünya yüzeyinde ve uzayda tamamen farklı yerçekimi yasalarının olduğu varsayılmıştır.

Newton önerilen bu yerçekimi türlerini birleştirdi. Kepler'in gezegenlerin hareketini açıklayan yasalarını analiz ederek, herhangi bir cisim arasında çekim kuvvetinin ortaya çıktığı sonucuna vardı. Yani hem bahçeye düşen elma hem de uzaydaki gezegenler aynı yasaya, yani evrensel çekim yasasına uyan kuvvetler tarafından etkilenmektedir.

Newton, Kepler yasalarının yalnızca gezegenler arasında bir çekim kuvveti olması durumunda geçerli olduğunu tespit etti. Ve bu kuvvet gezegenlerin kütleleriyle doğru orantılı, aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılıdır.

Çekim kuvveti formülle hesaplanır F=G m 1 m 2 / r 2

m 1 – birinci cismin kütlesi;

m2– ikinci cismin kütlesi;

R – cisimler arasındaki mesafe;

G – orantılılık katsayısı olarak adlandırılan yerçekimi sabiti veya evrensel çekim sabiti.

Değeri deneysel olarak belirlendi. G= 6,67 10 -11 Nm2 /kg2

Birim kütleye eşit kütleye sahip iki malzeme noktası birbirinden uzakta bulunuyorsa, bire eşit mesafe, sonra eşit bir kuvvetle çekerler G.

Çekim güçleri yerçekimi kuvvetleri. Onlara da denir yerçekimi kuvvetleri. Evrensel çekim yasasına tabidirler ve tüm cisimlerin kütlesi olduğundan her yerde görünürler.

Yer çekimi

Dünya yüzeyine yakın yer çekimi kuvveti, tüm cisimlerin Dünya'ya çekilmesini sağlayan kuvvettir. Onu aradılar yer çekimi. Vücudun Dünya yüzeyinden uzaklığı Dünya'nın yarıçapına göre küçükse sabit kabul edilir.

Yer çekimi kuvveti olduğundan yerçekimi kuvveti, gezegenin kütlesine ve yarıçapına bağlıdır, ardından farklı gezegenler farklı olacak. Ayın yarıçapından bu yana yarıçaptan az Dünya, o zaman Ay'daki yerçekimi kuvveti Dünya'dakinden 6 kat daha azdır. Jüpiter'de ise tam tersine yerçekimi 2,4 kat daha fazladır. daha fazla güç Dünyadaki yerçekimi. Ancak vücut ağırlığı nerede ölçülürse ölçülsün sabit kalır.

Birçok kişi, yerçekiminin her zaman ağırlığa eşit olduğuna inanarak ağırlık ve yerçekiminin anlamını karıştırır. Ama bu doğru değil.

Vücudun desteğe baskı yaptığı veya süspansiyonu gerdiği kuvvet ağırlıktır. Desteği veya süspansiyonu çıkarırsanız vücut hızlanarak düşmeye başlayacaktır. serbest düşüş yer çekiminin etkisi altındadır. Yer çekimi kuvveti cismin kütlesiyle orantılıdır. Formülle hesaplanırF= m G , Nerede M– vücut ağırlığı, G - yer çekiminin hızlanması.

Vücut ağırlığı değişebilir ve bazen tamamen kaybolabilir. En üst katta bir asansörde olduğumuzu hayal edelim. Asansör buna değer. Şu anda ağırlığımız P ile Dünyanın bizi çektiği yer çekimi kuvveti F eşittir. Ancak asansör ivmelenerek aşağı doğru hareket etmeye başlar başlamaz A ağırlık ve yer çekimi artık eşit değildir. Newton'un ikinci yasasına göremg+ P = ma. Р =m g -anne.

Formülden aşağı doğru indikçe ağırlığımızın azaldığı açıkça görülüyor.

Asansörün hızlanıp ivmelenmeden hareket etmeye başladığı anda ağırlığımız yeniden kuvvete eşit yer çekimi. Ve asansör yavaşlamaya başladığında hızlanma A negatif oldu ve ağırlık arttı. Aşırı yük devreye giriyor.

Ve eğer vücut serbest düşme ivmesiyle aşağı doğru hareket ederse ağırlık tamamen sıfır olacaktır.

Şu tarihte: A=G R=mg-ma= mg - mg=0

Bu bir ağırlıksızlık durumudur.

Yani evrendeki tüm maddi cisimler istisnasız evrensel çekim yasasına uyar. Ve Güneş'in etrafındaki gezegenler ve Dünya yüzeyine yakın bulunan tüm cisimler.

Yerçekimi etkileşimi

En basit görev gök mekaniği boş uzaydaki iki nokta veya küresel cismin yerçekimsel etkileşimidir. Klasik mekanik çerçevesindeki bu problem analitik olarak kapalı biçimde çözülmekte; çözümünün sonucu genellikle şu şekilde formüle edilir: üç şekli Kepler'in yasaları.

Etkileşen cisimlerin sayısı arttıkça görev dramatik biçimde daha karmaşık hale gelir. Evet zaten ünlü üç cisim problemi(yani hareket üç beden sıfır olmayan kütlelerle) analitik olarak çözülemez genel görünüm. Sayısal bir çözümde çözümlerin kararsızlığı başlangıç ​​koşulları. Başvuruda güneş sistemi bu istikrarsızlık, yüz milyon yıldan daha büyük ölçeklerde gezegenlerin hareketini doğru bir şekilde tahmin etmeyi imkansız kılıyor.

Bazı özel durumlarda yaklaşık bir çözüm bulmak mümkündür. En önemlisi, bir cismin kütlesinin diğer cisimlerin kütlesinden önemli ölçüde daha fazla olduğu durumdur (örnekler: Güneş sistemi ve dinamikler) Satürn'ün halkaları). Bu durumda, ilk yaklaşım olarak, hafif cisimlerin birbirleriyle etkileşime girmediğini ve büyük cisim etrafında Kepler yörüngeleri boyunca hareket ettiğini varsayabiliriz. Aralarındaki etkileşimler bu çerçevede dikkate alınabilir. pertürbasyon teorisi ve zaman içinde ortalama. Bu durumda, önemsiz olmayan olaylar ortaya çıkabilir: rezonanslar , çekiciler , rastgelelik vesaire. İyi bir örnek bu tür fenomenler - karmaşık yapı Satürn'ün halkaları.

Sistemin davranışını doğru bir şekilde tanımlama çabalarına rağmen büyük sayı yaklaşık olarak aynı kütleye sahip cisimleri çekiyor, bu fenomen nedeniyle yapılamaz dinamik kaos.

Güçlü yerçekimi alanları

Güçlü yerçekimi alanlarında ve aynı zamanda yerçekimi alanında hareket ederken göreceli hızlar, efektler görünmeye başlıyor genel görelilik(OTO):

• değiştirmek geometri uzay-zaman;
  • sonuç olarak yerçekimi yasasının Newton yasasından sapması;
  • ve aşırı durumlarda - olay kara delikler ;
• nihai ile ilişkili potansiyellerin gecikmesi Yerçekimi bozukluklarının yayılma hızı ;
  • sonuç olarak yerçekimi dalgalarının ortaya çıkışı;
• doğrusal olmayan etkiler: yerçekimi kendisiyle etkileşime girme eğilimindedir, bu nedenle süperpozisyon ilkesi V güçlü alanlar artık idam edilmedi.

Yerçekimi radyasyonu

Genel göreliliğin önemli tahminlerinden biri yerçekimi radyasyonu varlığı henüz doğrudan gözlemlerle doğrulanmamıştır. Bununla birlikte, varlığını destekleyen önemli dolaylı kanıtlar da vardır: yakın çevredeki enerji kayıpları. ikili sistemler kompakt yerçekimi nesneleri içeren (örneğin nötron yıldızları veya kara delikler), özellikle de ünlü sistem PSR B1913+16(Hulse-Taylor pulsarı) - bu enerjinin tam olarak yerçekimi radyasyonu tarafından taşındığı genel görelilik modeliyle iyi bir uyum içindedir.

Yerçekimi radyasyonu yalnızca değişken özelliklere sahip sistemler tarafından üretilebilir. dört kutuplu veya daha yüksek çok kutuplu anlar Bu gerçek, çoğu şeyin yerçekimsel radyasyonunun doğal kaynaklar Yönlü, bu da tespitini önemli ölçüde zorlaştırıyor. Yerçekimi gücü N-çok kutuplu elektrik tipinde ise alan kaynağı orantılıdır ve - çok kutuplu manyetik tipte ise, burada v yayılan sistemdeki kaynakların karakteristik hareket hızıdır ve C- ışık hızı. Yani baskın an dört kutuplu an olacaktır elektrik tipi ve karşılık gelen radyasyonun gücü şuna eşittir:

Nerede - tensör kütle dağılımının dört kutuplu momenti yayılan sistem. Sabit (1/W), radyasyon gücünün büyüklük sırasını tahmin etmemizi sağlar.

1969'dan beri (Weber'in deneyleri ( İngilizce))), yerçekimi radyasyonunu doğrudan tespit etmek için girişimlerde bulunulmaktadır. ABD, Avrupa ve Japonya'da şimdiki an birkaç operasyonel yer tabanlı dedektör vardır ( LİGO , BAŞAK, TAMA ( İngilizce), GEO 600) ve bir uzay projesi yerçekimi dedektörü LISA(Lazer İnterferometre Uzay Anteni - lazer interferometrik uzay anteni). Rusya'da yer tabanlı bir dedektör geliştiriliyor Bilim Merkezi Cumhuriyetin Yerçekimi Dalgası Araştırması "Dulkyn" Tataristan.

Yer çekiminin ince etkileri

Dünyanın yörüngesindeki uzayın eğriliğinin ölçülmesi (sanatçının çizimi)

Klasik efektlerin yanı sıra yerçekimi çekimi ve zaman genişlemesi genel görelilik teorisi Yer çekiminin diğer belirtilerinin varlığını öngörüyor. karasal koşullarçok zayıftırlar ve bu nedenle tespit edilmeleri ve deneysel olarak doğrulanmaları çok zordur. Yakın zamana kadar bu zorlukların üstesinden gelmek deneycilerin yeteneklerinin ötesinde görünüyordu.

Bunlar arasında özellikle şunları sayabiliriz. eylemsiz çerçevelerin sürüklenmesi(veya Lense-Thirring etkisi) ve gravitomanyetik alan. İÇİNDE 2005 otomatik cihaz NASA Yerçekimi Probu B Dünya yakınında bu etkileri ölçmek için benzeri görülmemiş bir hassas deney gerçekleştirdi. Elde edilen verilerin işlenmesi Mayıs 2011'e kadar gerçekleştirilmiş ve jeodezik devinim ve sürükleme etkilerinin varlığı ve büyüklüğü doğrulanmıştır. eylemsizlik sistemleri Başlangıçta varsayıldığından biraz daha az bir doğrulukla olsa da sayma.

Ölçüm gürültüsünü analiz etmek ve çıkarmak için yapılan yoğun çalışmaların ardından, görevin nihai sonuçları 4 Mayıs'ta NASA-TV'de düzenlenen basın toplantısında açıklandı. 2011 ve şurada yayınlandı Fiziksel İnceleme Mektupları. Jeodezik devinimin ölçülen değeri −6601,8±18,3 milisaniye yıllık yaylar ve sürüklenme etkisi - −37,2±7,2 milisaniye yıllık ark (bkz. teorik değerler−6606,1 mas/yıl ve −39,2 mas/yıl).

Klasik yerçekimi teorileri

Çünkü kuantum etkileri Yerçekimi kuvvetleri, en uç deneysel ve gözlemsel koşullar altında bile son derece küçüktür; bunlara ilişkin hâlâ güvenilir gözlemler yoktur. Teorik tahminler, vakaların büyük çoğunluğunda sınırlamanın mümkün olduğunu göstermektedir. klasik açıklama yerçekimi etkileşimi.

Modern bir kanonik var klasik teori yer çekimi - genel görelilik teorisi ve birbirleriyle rekabet eden, farklı gelişim derecelerine sahip birçok açıklayıcı hipotez ve teori. Bu teorilerin tümü, halihazırda deneysel testlerin yürütüldüğü yaklaşım dahilinde birbirine çok benzer tahminler yapmaktadır. Aşağıda birkaç temel, en iyi gelişmiş veya bilinen teoriler yer çekimi.

Genel görelilik teorisi

Genel görelilik teorisinin (GTR) standart yaklaşımında, yerçekimi başlangıçta bir kuvvet etkileşimi olarak değil, uzay-zamanın eğriliğinin bir tezahürü olarak kabul edilir. Böylece genel görelilikte kütleçekimi geometrik bir etki olarak yorumlanır ve uzay-zaman Öklidyen olmayan bir çerçeve içinde ele alınır. Riemann (daha doğrusu sözde Riemann) geometrisi. Yerçekimi alanı (Newton yerçekimi potansiyelinin bir genellemesi), bazen yerçekimi alanı olarak da adlandırılır, genel görelilikte tensör metrik alanıyla tanımlanır - metrik dört boyutlu uzay-zaman ve yerçekimi alanı kuvveti- İle afin bağlantı metrik tarafından tanımlanan uzay-zaman.

Genel göreliliğin standart problemi, metrik tensörün bileşenlerini belirlemektir; bunlar birlikte geometrik özellikler kaynakların bilinen dağılımına göre uzay-zaman enerji-momentum ele alınan sistemde dört boyutlu koordinatlar. Buna karşılık, metriğin bilgisi, belirli bir sistemdeki yerçekimi alanının özelliklerinin bilgisine eşdeğer olan test parçacıklarının hareketinin hesaplanmasına olanak tanır. Genel görelilik denklemlerinin tensör niteliğinden ve formülasyonunun standart temel gerekçesinden dolayı, kütle çekiminin de tensör niteliğinde olduğuna inanılmaktadır. Bunun bir sonucu şudur yerçekimi radyasyonu en az dört kutuplu düzende olmalıdır.

Yerçekimi alanının enerjisinin değişmezliği nedeniyle genel görelilikte zorluklar olduğu bilinmektedir, çünkü verilen enerji bir tensör tarafından tanımlanmaz ve teorik olarak belirlenebilir farklı şekillerde. Klasik genel görelilikte, dönüş-yörünge etkileşimini tanımlama sorunu da ortaya çıkar (çünkü genişlemiş bir nesnenin dönüşünün de bir etkisi yoktur). kesin tanım). Sonuçların belirsizliği ve tutarlılığın gerekçelendirilmesi konusunda bazı sorunların olduğu düşünülmektedir (sorun yerçekimsel tekillikler).

Ancak genel görelilik çok yakın zamana kadar deneysel olarak doğrulandı ( 2012). Ek olarak, yerçekimi teorisinin formülasyonunda Einstein'ın modern fizik için standart olan yaklaşımlarına birçok alternatif yaklaşım, şu anda deneysel olarak doğrulanabilen tek yaklaşım olan düşük enerji yaklaşımında genel görelilik ile örtüşen bir sonuca yol açmaktadır.

Einstein-Cartan teorisi

Einstein'ın teorisi - Kartana(EC), genel göreliliğin bir uzantısı olarak geliştirildi ve dahili olarak üzerindeki etkinin bir tanımını da içeriyordu. uzay zamanı Enerji momentumunun yanı sıra geri nesneler. EC teorisinde afin burulma devreye giriyor ve uzay-zaman için sözde Riemann geometrisi yerine Riemann-Cartan geometrisi kullanılıyor. Sonuç olarak, metrik teoriden uzay-zamanın afin teorisine geçiyorlar. Uzay-zamanı tanımlamak için ortaya çıkan denklemler iki sınıfa ayrılır. Bunlardan biri, eğrilik tensörünün afin burulmalı bileşenler içermesi farkıyla genel göreliliğe benzer. İkinci sınıf denklemler burulma tensörü ile madde ve radyasyonun spin tensörü arasındaki bağlantıyı belirtir. Genel görelilik koşullarında ortaya çıkan değişiklikler modern evren o kadar küçük ki bunları ölçmenin varsayımsal yolları bile henüz görülemiyor.

Yerçekimi olmasına rağmen en zayıf etkileşim Evrendeki nesneler arasındaki etkileşimi etkileyebildiği için fizik ve astronomideki önemi çok büyüktür. fiziksel nesneler uzayda herhangi bir mesafede.

Astronomi ile ilgileniyorsanız, muhtemelen yerçekimi veya evrensel çekim yasası gibi bir kavramın ne olduğunu merak etmişsinizdir. Yerçekimi evrenseldir temel etkileşim Evrendeki tüm nesneler arasında.

Yer çekimi kanununun keşfi ünlü İngiliz fizikçi Isaac Newton'a atfedilir. Muhtemelen çoğunuz ünlü bilim adamının başına düşen elmanın hikayesini biliyorsunuzdur. Ancak tarihin derinliklerine bakarsanız, yerçekiminin varlığının, antik çağın filozofları ve bilim adamları, örneğin Epikuros tarafından, kendi döneminden çok önce düşünüldüğünü görebilirsiniz. Ancak fiziksel cisimler arasındaki çekimsel etkileşimi klasik mekanik çerçevesinde ilk açıklayan Newton'du. Teorisi, genel görelilik teorisinde yerçekiminin uzaydaki etkisini ve uzay-zaman sürekliliğindeki rolünü daha doğru bir şekilde tanımlayan başka bir ünlü bilim adamı Albert Einstein tarafından geliştirildi.

Newton'un evrensel çekim yasası, birbirinden mesafeyle ayrılan iki kütle noktası arasındaki çekim kuvvetinin, mesafenin karesiyle ters orantılı ve her iki kütleyle doğru orantılı olduğunu belirtir. Yer çekimi kuvveti uzun menzillidir. Yani kütlesi olan bir cismin nasıl hareket ettiğine bakılmaksızın klasik mekanik yerçekimi potansiyeli tamamen bu nesnenin konumuna bağlı olacaktır. şu anda zaman. Nasıl daha fazla kütle Nesnenin yerçekimi alanı ne kadar büyükse, sahip olduğu çekim kuvveti de o kadar güçlü olur. Galaksiler, yıldızlar ve gezegenler gibi uzay nesneleri en büyük güççekim ve buna bağlı olarak yeterince güçlü yerçekimi alanları.

Yerçekimi alanları

Dünyanın yerçekimi alanı

Yerçekimi alanı, Evrendeki nesneler arasında yerçekimsel etkileşimin meydana geldiği mesafedir. Bir nesnenin kütlesi ne kadar büyükse, yerçekimi alanı da o kadar güçlü olur; başkaları üzerindeki etkisi de o kadar belirgin olur fiziksel bedenler içinde belirli alan. Bir nesnenin çekim alanı potansiyeldir. Önceki ifadenin özü şu ki, eğer girerseniz potansiyel enerji iki cisim arasındaki çekim, ikincisini kapalı bir kontur boyunca hareket ettirdikten sonra değişmeyecektir. Buradan potansiyel ve potansiyel toplamının korunumuna ilişkin bir başka ünlü yasa ortaya çıkar. kinetik enerji kapalı bir döngüde.

İÇİNDE maddi dünya yerçekimi alanı vardır büyük önem. Evrendeki kütlesi olan tüm maddi nesneler ona sahiptir. Yerçekimi alanı yalnızca maddeyi değil aynı zamanda enerjiyi de etkileyebilir. Bu tam olarak bu kadar büyük kütleçekim alanlarının etkisinden kaynaklanmaktadır. uzay nesneleri Kara delikler, kuasarlar ve süper kütleli yıldızlar gibi, mantıksal bir yapıyla karakterize edilen güneş sistemleri, galaksiler ve diğer astronomik kümeler oluşur.

Son bilimsel veriler, Evrenin genişlemesinin meşhur etkisinin aynı zamanda çekimsel etkileşim yasalarına da dayandığını göstermektedir. Özellikle Evrenin genişlemesi, hem küçük hem de en büyük nesnelerin güçlü çekim alanları tarafından kolaylaştırılmaktadır.

İkili sistemde yerçekimi radyasyonu

Yerçekimi radyasyonu veya yerçekimsel dalga, fizik ve kozmolojiye ilk kez ünlü bilim adamları tarafından tanıtılan bir terimdir. bilim adamı Albert Einstein. Yerçekimi teorisindeki yerçekimsel radyasyon, maddi nesnelerin değişken ivmeyle hareket etmesiyle üretilir. Bir nesnenin hızlanması sırasında, bir yerçekimi dalgası ondan "kopuyor" gibi görünüyor, bu da çevredeki uzaydaki yerçekimi alanında dalgalanmalara yol açıyor. Buna etki denir yerçekimi dalgası.

Kütleçekim dalgaları, Einstein'ın genel görelilik kuramı ve diğer kütleçekim kuramları tarafından tahmin edilse de, hiçbir zaman doğrudan tespit edilememiştir. Bu öncelikle aşırı küçüklüklerinden kaynaklanmaktadır. Ancak astronomide bunu doğrulayabilecek dolaylı kanıtlar vardır. bu etki. Böylece, yaklaşma örneğinde yerçekimi dalgasının etkisi gözlemlenebilir. çift ​​yıldız. Gözlemler, çift yıldızların yakınsama oranının bir dereceye kadar bu kozmik nesnelerden kaynaklanan ve muhtemelen kütleçekimsel radyasyona harcanan enerji kaybına bağlı olduğunu doğrulamaktadır. Bilim insanları yakın gelecekte yeni nesil Gelişmiş LIGO ve VIRGO teleskoplarını kullanarak bu hipotezi güvenilir bir şekilde doğrulayabilecekler.

İÇİNDE modern fizik Mekaniğin iki kavramı vardır: klasik ve kuantum. Kuantum mekaniği nispeten yakın zamanda geliştirildi ve klasik mekanikten temelde farklı. İÇİNDE kuantum mekaniği Nesnelerin (kuanta) belirli konumları ve hızları yoktur; burada her şey olasılığa dayanmaktadır. Yani bir cisim zamanın belli bir noktasında uzayda belli bir yeri işgal edebilir. Bundan sonra nereye taşınacağı güvenilir bir şekilde belirlenemez, ancak yalnızca yüksek derecede olasılıkla belirlenebilir.

Yer çekiminin ilginç bir etkisi de uzay-zaman sürekliliğini bükebilmesidir. Einstein'ın teorisi, bir grup enerjinin veya herhangi bir şeyin etrafındaki uzayda olduğunu belirtir. maddi madde uzay-zaman kavislidir. Buna göre, bu maddenin yerçekimi alanının etkisi altına giren parçacıkların yörüngesi değişir, bu da hareketlerinin yörüngesini yüksek olasılıkla tahmin etmeyi mümkün kılar.

Yerçekimi teorileri

Bugün bilim adamları bir düzineden fazlasını biliyor çeşitli teoriler yer çekimi. Klasik ve alternatif teoriler olarak ikiye ayrılırlar. En tanınmış temsilciler Birincisi, ünlü İngiliz fizikçi tarafından 1666 yılında icat edilen Isaac Newton'un klasik yerçekimi teorisidir. Onun özü şudur büyük vücut mekanikte, kendi etrafında daha küçük nesneleri kendine çeken bir çekim alanı oluşturur. Buna karşılık, ikincisi de var yerçekimi alanı Evrendeki diğer maddi nesneler gibi.

Sonraki popüler teori yerçekimi, 20. yüzyılın başında dünyaca ünlü Alman bilim adamı Albert Einstein tarafından icat edildi. Einstein, yerçekimini bir olgu olarak daha doğru bir şekilde tanımlayabildi ve ayrıca onun eylemini yalnızca klasik mekanikte değil, aynı zamanda mekanikte de açıklayabildi. kuantum dünyası. Onun genel teori Görelilik, yerçekimi gibi bir kuvvetin uzay-zaman sürekliliğini ve hareketin yörüngesini etkileme yeteneğini açıklar. temel parçacıklar uzayda.

Arasında alternatif teoriler yer çekimi en çok dikkat belki de yurttaşımız tarafından icat edilen görelilik teorisi hak ediyor ünlü fizikçi A.A. Logunov. Logunov, Einstein'ın aksine, yerçekiminin geometrik değil, gerçek, oldukça güçlü bir fiziksel kuvvet alanı olduğunu savundu. Alternatif yerçekimi teorileri arasında skaler, bimetrik, yarı doğrusal ve diğerleri de bilinmektedir.

1. Uzayda bulunup Dünya'ya dönen insanlar için, gezegenimizin yerçekimi etkisinin gücüne alışmak ilk başta oldukça zordur. Bazen bu birkaç hafta sürer.
2. Kanıtlanmıştır ki insan vücudu Ağırlıksızlık durumunda ayda kemik iliği kütlesinin %1'ine kadar kaybedilebilir.
3. En az çekici kuvvet güneş sistemi Gezegenler arasında en büyüğü Mars, en büyüğü ise Jüpiter'dir.
4. Bağırsak hastalıklarına neden olduğu bilinen salmonella bakterileri, ağırlıksız durumda daha aktif davranır ve insan vücudunaçok daha fazla zarar.
5. Evrendeki bilinen tüm astronomik nesneler arasında kara delikler en büyük çekim kuvvetine sahiptir. Golf topu büyüklüğünde bir kara delik, tüm gezegenimizle aynı çekim kuvvetine sahip olabilir.
6. Dünyadaki yer çekimi kuvveti gezegenimizin her köşesinde aynı değildir. Örneğin Kanada'nın Hudson Körfezi bölgesinde dünyanın diğer bölgelerine göre daha düşüktür.

Yerçekimi kuvvetleri, aralarındaki tüm çeşitliliklerle kendini gösteren dört ana kuvvet türünden biridir. farklı bedenler hem Dünya'da hem de ötesinde. Bunlara ek olarak elektromanyetik, zayıf ve nükleer (güçlü) diye de ayrım yaparlar. Muhtemelen insanlığın ilk farkına vardığı şey onların varlığıdır. Dünyanın yanından eski çağlardan beri bilinmektedir. Ancak, insanın bu tür bir etkileşimin yalnızca Dünya ile herhangi bir cisim arasında değil, aynı zamanda aralarında da meydana geldiğini fark etmesinden önce yüzyıllar geçti. farklı nesneler. Nasıl çalıştıklarını anlayan ilk kişi İngiliz fizikçi I. Newton'du. Artık iyi bilinenleri ortaya çıkaran oydu

Yerçekimi kuvvetinin formülü

Newton, gezegenlerin sistemde hareket etmesini sağlayan yasaları analiz etmeye karar verdi. Sonuç olarak, gök cisimlerinin Güneş etrafında dönmesinin ancak kendisiyle gezegenler arasında yerçekimi kuvvetlerinin hareket etmesi durumunda mümkün olduğu sonucuna vardı. Gök cisimlerinin diğer nesnelerden yalnızca büyüklük ve kütle açısından farklı olduğunu fark eden bilim adamı, aşağıdaki formülü çıkardı:

F = f x (m 1 x m 2) / r 2, burada:

• m 1, m 2 iki cismin kütleleridir;
• r, düz bir çizgide aralarındaki mesafedir;
• f, değeri 6,668 x 10 -8 cm3 /g x sn 2 olan yerçekimi sabitidir.

Dolayısıyla herhangi iki nesnenin birbirini çektiği ileri sürülebilir. Yerçekimi kuvvetinin yaptığı iş, büyüklük olarak bu cisimlerin kütleleriyle doğru orantılı, aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır.

Formülü kullanmanın özellikleri

İlk bakışta kullanabileceğiniz anlaşılıyor matematiksel açıklamaÇekim yasası oldukça basittir. Ancak eğer düşünürseniz, bu formül yalnızca boyutları aralarındaki mesafeye göre ihmal edilebilecek kadar küçük olan iki kütle için anlamlıdır. Ve o kadar ki iki noktayla karıştırılabilirler. Ancak mesafe bedenlerin boyutlarıyla karşılaştırılabilir olduğunda ve onların kendileri de sahip olduğunda ne yapılabilir? düzensiz şekil? Bunları parçalara ayırıp aralarındaki çekim kuvvetlerini belirleyip sonucunu hesaplayabilir misiniz? Eğer öyleyse, hesaplama için kaç puan alınmalıdır? Gördüğünüz gibi her şey o kadar basit değil.

Ve (matematik açısından) bir noktanın boyutlarının olmadığını hesaba katarsak, bu durum tamamen umutsuz görünüyor. Neyse ki bilim insanları bu durumda hesaplama yapmanın bir yolunu buldular. İntegral aparatı kullanırlar ve yöntemin özü, nesnenin parçalara bölünmesidir. sonsuz sayı kütleleri merkezlerinde yoğunlaşan küçük küplerdir. Daha sonra, ortaya çıkan kuvveti bulmak için bir formül hazırlanır ve her bir kurucu elemanın hacminin bir noktaya (sıfır) azaltıldığı ve bu tür elemanların sayısının sonsuza koştuğu sınırlayıcı bir geçiş uygulanır. Bu teknik sayesinde bazı önemli sonuçlara ulaşmak mümkün oldu.

1. Eğer vücut yoğunluğu eşit olan bir top (küre) ise, o zaman sanki tüm kütlesi merkezinde yoğunlaşmış gibi başka herhangi bir nesneyi kendine çeker. Bu nedenle, bazı hatalarla bu sonuç gezegenlere uygulanabilir.
2. Bir nesnenin yoğunluğu merkezi bir değerle karakterize edildiğinde küresel simetri sanki tüm kütlesi simetri noktasındaymış gibi diğer nesnelerle etkileşime girer. Bu nedenle, içi boş bir top alırsanız (örneğin, iç içe geçmiş birkaç top (iç içe geçmiş bebekler gibi), o zaman tıpkı yaptığı gibi diğer cisimleri çekeceklerdir. maddi nokta onlara sahip olmak toplam ağırlık ve merkezde yer almaktadır.