Gravitacija, to je privlačnost ili puno - ovo je univerzalno vlasništvo materije koje su opseljeni svi predmeti i tijela u svemiru. Suština gravitacije je ugrađena u da sva materijalna tijela privlače sva ostala tijela oko sebe.

Sila gravitacije

Ako je gravitacija opći koncept i kvaliteta da su opserani svi predmeti u svemiru, tada je zemaljska privlačnost određeni slučaj ove sveobuhvatne pojave. Zemljište privlači sve materijalne objekte na njemu. Zahvaljujući tome, ljudi i životinje mogu se sigurno kretati na zemlju, rijeke, more i okeane - da ostanu unutar svojih obala, a zrak ne leti preko beskrajnih prostora prostora, već da formiraju atmosferu naše planete.

Postoji fer pitanje: Ako svi predmeti imaju gravitaciju, zašto zemlja privlači ljude i životinje na sebe, a ne obrnuto? Prvo, privučemo i zemlju na sebe, jednostavno, u usporedbi sa snagom privlačnosti, naša gravitacija je zanemarljiva. Drugo, sila gravitacije je izravno proporcionalna masi tijela: manje masu mase tijela, niže njegove gravitacijske sile.

Drugi indikator na kojem zavisi sila privlačnosti je udaljenost između stavki: više udaljenosti, to je manje djelovanje gravitacije. Uključujući ovo, planeti se kreću na orbite i ne padnu jedni na druge.

Značajno je da sa svojim sfernim oblikom zemljišta, Mjesec, sunce i ostale planete dužne su precizno silom. Djeluje u smjeru centra, zatezanje tvari na njega, što čini "tijelo" planete.

Gravitacijsko polje zemljišta

Gravitacijsko polje Zemlje je moćno energetsko polje koje se formira oko naše planete zbog akcije dviju sila:

• gravitacija;
• centrifugalna snaga, koja je dužna za rotirati zemlju oko svoje osi (dnevna rotacija).

Budući da se gravitacija i centrifugalna sila neprestano djeluju, tada je gravitacijsko polje trajno.

Beznačajan učinak na terenu ima snage sunca, mjeseca i nekih drugih nebeskih tijela, kao i atmosferske mase zemlje.

Svjetski akt i sir Isaac Newton

Engleski fizičar, sir Isaac Newton, prema poznatoj legendi, jednom šetajući vrt popodne, vidio mjesec na nebu. Istovremeno, jabuka je pala iz grane. Newton je tada proučavao zakon pokreta i znao da jabuka padne pod utjecajem gravitacijskog polja, a mjesec se okreće u orbiti oko zemlje oko zemlje.

I ovdje, u glavu, sjajan naučnik, uvreda, došla je do ideje da, možda jabuka padne na zemlju, pridržavajući se iste sile, zahvaljujući kojem je mjesec u svojoj orbitu, a ne nošen nasumično kroz galaksiju . Tako je otvoren zakon globalne težine, on je treći zakon Newtona.

Na jeziku matematičkih formula, ovaj zakon izgleda ovako:

F.= GMM / D 2 ,

gde F. - moć međusobne gravitacije između dva tijela;

M. - masa prvog tijela;

m. - masa drugog tijela;

D 2. - udaljenost između dva tijela;

G. - Gravitaciona konstanta, jednaka 6,67x10 -11.

(Izrazi gravitacija i gravitacija su ekvivalentni).

Ubrzanje, telo za doživljavanje u ravu m. 2, koja se nalazi na udaljenosti r. iz ovog tela m. 1, jednak:
.
Ova vrijednost ne ovisi o prirodi (kompoziciji) i tjelesnoj težini koja dobija ubrzanje. U tom je omjeru eksperimentalna činjenica izražava, poznata od Galiliusa, prema Kyom-u, sva tijela spadaju u gravitate. Zemlje polje s jednakom ubrzanjem.

Newton je utvrdio da su ubrzanje i sila proporcionalne ubrzanju tijela koja padaju blizu površine Zemlje, uz ubrzanje, mjesec u svom orbitu kreće se s k-rhy. (Zemaljski radijus je približan udaljenost Mjeseca bio poznat po tom vremenu.) Dalje je pokazalo da zakoni Keplera, nakon čega slijede zakoni Keplera, koji su pronašli I. Kepler tretirajući brojne zapažanja planeta. Dakle, postojala je nebeska mehanika. Sjajna potvrda newtonske teorije T. bila je predviđanje postojanja planete za uranijum (eng. Astronom J. Adams, Franz. Astronom W. Leverier, 1843-45) i otkriće ove planete, Roui nazvao Neptun (Njega. Astronom I. Galle, 1846.).

U F-LIŽI, koji opisuju kretanje planeta, uključuje posao G. A masa sunca, poznata je s velikom tačnošću. Da biste odredili istu konstantu G. Potrebni su laboratorijski eksperimenti za mjerenje sila gravitacije. Interakcija dva tijela sa poznatom masom. Prvo takvo iskustvo dostavio je engleski jezik. Naučnici G. Cavendis (1798). Znanje G., Moguće je odrediti ABS. Vrijednost mase tijela sunca, Zemlje i D.nebesy.

Zakon o ocjeni (1) direktno se primjenjuje na bodovna tijela. Može se pokazati da je fer i za produžena tijela s sperzherički simetrične masovne distribucije i r. Postoji udaljenost između centara Symmety TEL. Za sferično. Tijela koja se nalaze dovoljno dalekodne jedna od druge, zakon (1) vrijedi otprilike.

U toku razvoja teorije T. Ideja o interakciji izravne sile tel postepeno je ustupila mjesto podnošenju polja. Gravitats. Polje u Newtonovoj teoriji karakteriše potencijal gdje x, y, z - Koordinate, t. - Vrijeme, kao i jačina polja, I.E.
.
Gravitacijski potencijal. Polja stvorena kombinacijom mirovanja ne ovise o vremenu. Gravitats. Potencijali od nekoliko. tijela zadovoljavaju principe superpozicije, I.E. Potencijalni K.L. Poanta njihovog zajedničkog polja jednaka je zbroju potencijala Tel-a.

Pretpostavlja se da gravitatori. Polje je opisano u inercijskom koordinatnom sistemu, I.E. U koordinatnom sistemu relativno do RO tijelo zadržava stanje mirovanja ili ujednačene ravne linije, ako bilo kakve snage ne rade na njemu. U gravitatovima. Terenska sila koja djeluje na česticu tvari jednaka je proizvodu njegove mase na snazi \u200b\u200bpolja na lokaciji čestice: F.=mg.. Ubrzanje čestica u odnosu na inercijalni koordinatni sustav (takozvani ABS. Ubrzanje) očito je g..

Tačka dM. Stvara gravitaciju. potencijal
.
Čvrsti medij distribuiran u prostoru sa gustoćom (može zavisiti od vremena), stvara gravitate. Potencijal jednak količini potencijala svih elemenata srednjeg. U ovom se slučaju jačina polja izražava kao vektorski zbroj tenzija stvorenih svim česticama.

Gravitats. Potencijal je podređen u ur nia poissonu:
. (2)

Jasno je da potencijal izoliranog sfernog simetričnog tijela ovisi samo o r.. Izvan takvog tijela potencijal se poklapa sa potencijalom točke tijela koja se nalazi u centru simetrije i ima istu masu m.. Ako R\u003e R., onda R\u003e R.. Na taj način opravdavaju aproksimaciju materijalnih tačaka u nebeskim mehaničarima, gdje se obično bave gotovo sferom. Tijela koja su, osim, dovoljno daleko jedna od druge. Tačan uric Poissna uzima u obzir stvarna, na primjer, koristi se asimetrična raspodjela masa, na primjer, prilikom proučavanja strukture Zemlje metodama gravimetrije. Zakon o istraživanju Poissona URal koristi se za teorijsku. Studija strukture zvijezda. U zvijezdama, T., varira od točke do točke, izjednačava se po gradijentu pritiska; U rotirajućoj zvijezdama centrifugalna sila dodaje se gradijentu pritiska.

Primjećujemo neke temeljne karakteristike klasične. T. T.
1) u metalnom pokretu tijela - drugi zakon Newtonove mehanike, m.sVEDOK JOVANOVIĆ - ODGOVOR:=F. (Gde F. - postojeća sila, sVEDOK JOVANOVIĆ - ODGOVOR: - Ubrzanje stečeno od strane tijela), a Zakon Newtonovog zakona uključuje iste karakteristike tijela - njegovu masu. Stoga je shvaćena da je inertna tjelesna težina i njeni gravitatori. Masa je jednaka (za detalje pogledajte odjeljak 3).

2) trenutna vrijednost gravitata. Potencijal je u potpunosti određen trenutnom raspodjelom masa u cijelom prostoru i ograničiti uvjete za potencijal u beskonačnosti. Za ograničene registriranje supstancije stanje cirkulacije uzima se u nulu u beskonačnosti (kada). Dodavanje potencijala stalnog pojasa poremetilo je stanje na beskonačnosti, ali ne mijenja snagu polja g. I ne mijenja urne za prijedlog materijalnih tijela u ovoj oblasti.

3) Prelaz u skladu sa transformacijama Galileeja ( x "\u003d x-vt, t" \u003d t) iz jednog inercijalnog koordinatnog sustava na drugi pokret u odnosu na prvo u stalnoj brzini v.ne mijenja poissonovo urist i ne mijenja materijal kretanja materijala Tel. Drugim riječima, mehaničarima, uključujući newtonijsku teoriju T., invarijanta u odnosu na transformacije Galilea.

4) Prelaz iz inercijalnog koordinatnog sistema za ubrzanje prelaska s ubrzanjem sVEDOK JOVANOVIĆ - ODGOVOR:(T) (bez rotacije) ne mijenja ultrazvuk Poissona, već dovodi do pojave dodatne, neovisne koordinate članova m.sVEDOK JOVANOVIĆ - ODGOVOR: u pokretu URMS. Tačno isti čovjek u pokretu urmi nastaje ako u inercijalnom koordinatnom sustavu gravitacije. Potencijal dodavanja komponente linearno ovisi o koordinatama ,, I.E. Dodajte homogeno polje T. Dakle, homogensko polje T. može se nadoknaditi u ubrzanom pokretu.

2. Kretanje tijela pod djelovanjem gravitacije sila

Najvažniji zadatak Newtonovske nebeske mehanike Yavla. Zadatak kretanja dvaju tačke materijala, interakcija gravitacijskog. Da biste ga rešili, koristeći zakon Newton, čine vozilo tijela. SV-VA rješenja ovih motora poznata su sa iscrpnom puninom. Prema poznatom rješenju, moguće je utvrditi da neke vrijednosti koje karakterišu sustav ostaju stalno s vremenom. Zove se integrali kretanja. OSN. Integrali kretanja (očuvanje vrijednosti) OVL-a. Energija, impuls, trenutak momentalnog sistema. Za sistem dva tijela, potpuna mehanička. energija E.jednak količini Kinetiča. Energija ( T.) i potencijalna energija ( U.), ustraje:
E \u003d t + u\u003d const
Gde je Kinetich. Energija dva tel.

U klasičnom. Nebeska mehanika Potencijalna energija uzrokuje gravitate. Interakcija tel. Za par gravitacijskog (potencijalnog) energije jednako:
,
Gde - gravitat. Potencijal kreiran masom m. 2 na mjestu mase m. 1, A - potencijal stvoren masom m. 1 na mjestu mase m. 2. Nulta vrijednost U. Posjeduju tijela razdvojena beskrajnoj duge udaljenosti. Jer prilikom dovođenja njihovih kinetičkih tela. Povećava se energija, a potencijalna energija se smanjuje, pa, dakle, znak U. Negativno.

Za stacionarne gravitacione SR sisteme. ABS vrijednost. Veličina gravitata. Energija je dva puta više usp. Kinetičke vrijednosti. Energije čestica koje čine sustav (vidi). Dakle, na primjer, za malu masu m.Rotiranje oko kružne orbite oko središnjeg tijela, uvjet centrifugalne ravnopravnosti snage mV 2 / R Snaga gravitacije vodi do, I.E. Kinetich. Energija, dok. Otuda, U.=-2T. i E \u003d u + t \u003d -t \u003dkonst.

U NewTonian teoriji T. Promjena položaja čestica odmah dovodi do promjene na terenu u cijelom prostoru (gravitat. Interakcija se vrši s beskonačnom brzinom). Drugim riječima, u klasično. Teorije T. polja su ciljevi opisa trenutne interakcije na daljinu, ne posjeduje. Stupnja slobode, ne mogu širiti i emisiju. Jasno je da takva ideja gravitata. Polje je primjenjivo samo približno približno sporim pokretama izvora. Računovodstvo konačne brzine širenja gravitacije. Interakcija se vrši u teoriji relativa T. (vidi dolje).

U nerelativističkoj teoriji T. Kompletna mehanička energija sistema tijela (uključujući gravitacijsku energiju. Interakcije) trebaju ostati nepromijenjene beskonačno dugo. Newtonova teorija priznaje sistematiku. Smanjenje ove energije samo u prisustvu rasipanja povezanih s transformacijom dijela energije u toplinu, na primjer. S neelastičnim sukobima tel. Ako su tijela viska, onda njihova deformacija i oscilacija prilikom premještanja u gravitate. Teren također smanjuje energetsku energiju tijela zbog pretvorbe energije u toplinu.

3. Ubrzanje i gravitacija

Težina inertnog tjela ( m I.) Oni nazivaju vrijednost karakterizirajući svoju sposobnost stečenog jednog ili drugog ubrzanja pod djelovanjem date sile. Inertna masa uključena je u drugi zakon Newtonove mehanike. Gravitats. težina ( m G.) Karakterizira sposobnost tijela za stvaranje ovog ili tog polja T. Gravitatsi. Masa ulazi u zakon T.

Od eksperimenata Galileja s tačnošću, s rojom su, slijedili da sva tijela padaju s istim ubrzanjem, bez obzira na njihovu prirodu i inertnu masu. To znači da snaga, zemlja djeluje na ta tijela, ovisi samo o njihovoj inertnoj misi, a sila je proporcionalna inertnoj masi tijela koja se razmatra. Ali prema trećem zakonu Newtona, tijelo je proučavao djeluje na terenu tačno s istom silom, sa kojim zemljištem djeluje na tijelu. Shodno tome, sila koja generirana silom ovisi samo o jednoj od njegovih karakteristika - inertne mase - i proporcionalno je tome. Istovremeno, tijelo incidenta djeluje na terenu silom određenom gravitacijom. Telo za vaganje. Dakle, za sva tijela gravitate. Masovni proporcionalni inertnoj. Brojanje m I. i m G. Samo se podudara, pronađite određenu numeričku vrijednost konstantne iz eksperimenata. G..

Proporcionalnost inertnih i gravitata. Masa tijela razne prirode bila je tema istraživanja u eksperimentima Weng-a. Fizika R. Etvash (1922), Amer. Fizika R. Dickka (1964) i sovjetska fizika V.B. Braginsky (1971). Provjerava se u laboratoriji visoke tačnosti (s greškom

Visoka preciznost ovih eksperimenata omogućava procjenu utjecaja na masu različitih vrsta energije obveznica između čestica tijela (vidi). Proporcionalnost inertnih i gravitata. Mase znači taj PIZ. Unutarnje interakcije tijela jednako su uključene u stvaranje njegovih inertnih i gravitata. Mase.

Što se tiče koordinatnog sistema koji se kreće s ubrzanjem sVEDOK JOVANOVIĆ - ODGOVOR:, sva labava tijela stječu isto ubrzanje - sVEDOK JOVANOVIĆ - ODGOVOR:. Zbog jednakosti inertnih i gravitata. Massse, stječu isto ubrzanje u odnosu na inercijalni koordinatni sustav pod utjecajem gravitacije. Polja sa napetošću g.=-sVEDOK JOVANOVIĆ - ODGOVOR:. Zbog toga se može reći da u smislu zakona mehanike, homogena težina. Polje se ne razlikuje od polja ubrzanja. U nehomogenim gravitorom. Naknada polja ubrzanje čvrstoće polja odmah je nemoguće u neposredom. Međutim, metoda polja može se nadoknaditi ubrzanjem posebno odabranog koordinatnog sustava duž cijelog tijela tijela, koji se slobodno kreće pod djelovanjem T. Takav je koordinatni sistem Naz-a. Često pada. Ima fenomen bestežine.

Kosmič pokret. Brod (UES) u T. zemljišta mogu se smatrati kretanjem sustava koordinacije incidenta. Ubrzanje astronauta i sve stavke na brodu u odnosu na Zemlju podjednako i jednako ubrzanju slobodnog pada i u odnosu na jedni drugima gotovo jednako nula, pa su bez masovine.

Sa besplatnim padom nehomogenih gravitata. Polje ubrzanja čvrstoće na polju ne može biti rašireno, jer ubrzanje susjednih besplatnih padnih čestica nije potpuno isto, i.e. Čestice imaju relativno ubrzanje. U Cosmichu. Relativna ubrzanja brodova su praktično neprimetna, jer u redoslijedu veličine čine CM / C 2, gdje r. - udaljenost od broda do centra zemlje, - masovna zemlja, x. - Veličina brodova. Ove ubrke mogu biti zanemareni i uzdahni gravitirati. Zemljano polje na daljinu r. Iz svog centra homogene u svesku sa karakterističnom veličinom x.. U svakom određenom obimu prostora, heterogenost gravitata. Polja se mogu uspostaviti zapažanjima dovoljno visoke preciznosti, ali s bilo kojom određenom tačnošću zapažanja, možete odrediti količinu prostora, polje će izgledati homogeno u rumu.

Relativne akceleracije pokazuju se, na primjer, na zemlji u obliku okeanskih plima. Snaga, sa rojom Mjeseca privlači zemlju, različite na različitim tačkama zemlje. Najbliži dijelovi vodene površine jači su na Mjesec nego težište zemlje, a on je zauzvrat jači od najmodernijih dijelova okeana. Uz red koji povezuje mjesec i tlo, relativne ubrke su usmjerene iz središta zemlje, a u ortogonalnim smjerovima - do centra mjesta. Kao rezultat toga, vodena membrana Zemlje je deformirana tako da se izvuče u obliku elipsoida duž linije za prizemlje. Zbog rotacije zemlje, tidalna brda su dva puta dnevno valjana preko površine okeana. Slično, ali manja prometna deformacija uzrokovana je heterogenosti gravitacije. Sunska polja.

SVEDOK ŠEŠELJ - ODGOVOR: Einstein, zasnovan na ekvivalenciji homogenih polja, T. i ubrzanih koordinatnih sistema u mehaničaru, sugerisali su da se takva ekvivalentna uopšte primjenjuje na svu izuzeću PIZ-a. Fenomena. Ovaj postulat naziva se načelo ekvivalencije: svi fizički procesi postupe tačno podjednako (pod istim uvjetima) u inerciji referentni sustav koji se nalazi u homogenom gravitacijskom polju, a u referentnom sustavu koji se kreće ubrzanje u ubrzanju u ubrzanju. Polja. Načelo ekvivalencije odigrao je važnu ulogu u izgradnji Einstein teorije T.

4. Relativistička mehanika i teorija polja

Studiranje El.-Magn. Phenomeni M. Faraday i D. Maxwell u drugoj polovini 19. veka. dovelo do stvaranja teorije el.-magn. Polja. Nalazi ove teorije eksperimentalno su potvrđeni. Maxwell urnia nije invarijantna u odnosu na transformacije Galileeja, ali invarijantna u odnosu na Lorentzove transformacije, I.E. Zakoni elektromagnetizma podjednako su formulirani u svim inercijalnim koordinatnim sustavima koji se odnose na Lorentzove transformacije.

Ako inercijalni koordinatni sistem x ", y, z", t " Pomiče u odnosu na inercijalni koordinatni sustav x, y, z, t sa stalnom brzinom v. U smjeru osi x.Lorentzovi transformacije imaju obrazac:
y "\u003d y, z" \u003d z, .
Pri malim brzinama () i u zanemarivanju članova ( v / C.) 2 I. vX / C. 2 Te transformacije idu u Galilee Transform.

Logika. Analiza kontradikcija koja se pojavila u odnosu na zaključke teorije El.-Magne. pojave sa klasikom. Predstavništva prostora i vremena doveli su do izgradnje privatne (posebne) teorije relativnosti. Odlučni korak napravio je A. Einstein (1905), rad Holandije fizike Lorenza i Franza igrali su veliku ulogu u svojoj izgradnji. Matematika A. Poankar. Privatna teorija relativnosti zahtijeva reviziju klasičnih ideja o prostoru i vremenu. U klasičnom. Vrijeme fizike između dva događaja (npr. Između dva baklja svjetlosti), kao i koncept simultanosti događaja, imaju apsolutno značenje. Ne ovise o kretanju posmatrača. U privatnoj teoriji relativnosti, to nije: prosudbe o vremenskim intervalima između događaja i segmenata dužine ovise o kretanju promatrača (koordinatni sustav povezan s njim). Te su vrijednosti u odnosu na isti smisao, u kojem su rođaku, ovisno o lokaciji promatrača, Yavl. Njihove presude o uglu, pod obodom vide isti par predmeta. Invariantni, apsolutni, nezavisni koordinatni sistem, Yavl. Samo 4-dimenzionalni interval dS. između događaja, uključujući i određeno vrijeme dT.i element udaljenosti između njih:
dS. 2 =c. 2 dT. 2 -dX 2 -dy. 2 -dZ. 2 . (3)
Prelaz iz jednog inercijalnog sistema u drugi, očuvanje dS. 2 nepromijenjena, izvedena upravo u skladu sa Lorentzovim transformacijama.

Invalidan dS. 2 znači da se prostor i vrijeme kombiniraju u jedan četverodimenzionalni svijet - prostorno vrijeme. Izraz (3) se takođe može napisati kao:
, (4)
Ako indeksi i izvode vrijednosti 0, 1, 2, 3 i sažetak vrše se na njima, x. 0 =cT., x. 1 =x., x. 2 =y., x. 3 =z., Preostale vrijednosti su nula. Set vrijednosti naziva se metričkim tenzorom ravnog prostora ili MINOWSKI SVIJET [u ukupnoj teoriji relativnosti (OTO) pokazalo se da prostor ima zakrivljenost, vidi dolje].

U pogledu "metričkog tenzora", riječ "metrička" ukazuje na ulogu tih vrijednosti prilikom određivanja udaljenosti i razdoblja. Općenito, Metric. Tenzor je ukupnost deset funkcija ovisi o x. 0 , x. 1 , x. 2 , x. 3 u odabranom koordinatnom sistemu. Metrički. Tenzor (ili samo metrički) omogućava vam da odredite udaljenost i vremensko razdoblje između događaja koji se nalaze na raspolaganju.

Specijalist. Teorija relativnosti uspostavlja ograničavajuću brzinu materijalnih tijela i općenito širenje interakcija. Ova se brzina poklapa sa brzinom svjetla u vakuu. Zajedno s promjenom ideja o prostoru i vremenu posebnog. Teorija relativnosti pojasnila je koncept mase, impulsa, snage. U relativističkoj mehanici, I.E. U mehaničari, invarijantni u odnosu na lorentzove transformacije, inertna tjelesna težina ovisi o brzini: gdje m. 0 - Tijelo. Tela energija i njegov impuls kombinirani su u četverokomponentni vektor impulsa energije. Za kontinuirani medij moguće je uvesti gustinu energije, gustoće impulsa i gustoće pulsne flueta. Te se vrijednosti kombiniraju u 10-komponentnu vrijednost - energetski tenzor impulsa. Sve komponente podložne su zajedničkoj transformaciji prilikom prelaska iz jednog koordinatnog sustava na drugu. Relativistička teorija El.-Magn. Polja (elektrodinamika) su značajno bogatija elektrostatic, baš samo u granici sporog optužbi. U elektrodinamici postoji udruženje električne energije. i magnetna polja. Računovodstvo za konačnu brzinu širenja promjena na terenu i kašnjenju u prijenosu interakcije dovodi do koncepta El.-Magne. Valovi, do rye nose energiju iz sistema emitiranja.

Slično tome, relativistička teorija T. Pokazalo se da je newtonian bio složeniji. Gravitats. Polje pokretnog tijela nalazi se obližnji ul., Slično C-Y-Magn-u. Polja kretanja nabijenog tijela u elektrodinamici. Gravitats. Polje na velikoj udaljenosti od tijela ovisi o položaju i kretanju tijela u prošlosti, jer gravitacija. Teren se odnosi na konačnu brzinu. Postaje moguće zračenje i širenje gravitacije. Talasi (vidi). Relativistička teorija T., kao što je moguće pretpostaviti, ispostavilo se da je nelinearno.

5. Prostorna zakrivljenost u

Prema načelu ekvivalencije, ne postoje zapažanja koristeći sve zakone prirode, nemoguće je razlikovati ubrzanje koje je stvorilo homogeno polje T., od ubrzavanja koordinatnog sustava pokretnog koordinata. U homogenim gravitomima. Polje se može postići nultim ubrzanjem svih čestica stavljenih u ovo područje prostora, ako ih smatramo u koordinatnom sustavu, tečno padaju zajedno sa česticama. Takav sistem koordinata mentalno je u obliku laboratorija sa tvrdim zidovima i satima u njemu. U suprotnom, slučaj je u heterogenoj gravitaciji. Polje, zaredom, susjedne slobodne čestice imaju relativne ubrke. Oni će se kretati s ubrzanjem, iako malim, u odnosu na laboratorijski centar (koordinatni sustavi), a takav koordinatni sustav treba prepoznati samo lokalno inercijalni. Moguće je pročitati inercijalni koordinatni sustav samo u području u kojem je dopušteno zanemariti relativne ubrke čestica. Slijedom toga, u nehomogenoj gravitaciji. Polje samo u maloj prostoru prostora i sa ograničenom tačnošću može se smatrati prostornim vremenom kao ravnim i koristiti F-loi (3) da bi odredio interval između događaja.

Nemogućnost uvođenja inercionalnog koordinatnog sustava u nehomogenim gravitatom. Polje čini sve zamislive koordinatne sisteme manje ili manje jednake. Urnia graciomatis. Polja moraju biti zabilježena tako da su fer u svim koordinatnim sustavima, bez davanja preferencija K.L. Od njih. Otuda i naziv za relativističku teoriju T. - ukupna teorija relativnosti.

Gravitats. Polja su osnula stvarna tijela, poput sunca ili zemlje, uvijek su nehomogene. Nazivaju se istinskim ili ne otpornim poljima. U takvim gravitima. Polje se ne smije distribuirati lokalno inercijalni koordinatni sustav u sve prostorno vrijeme. To znači da je interval dS. 2 ne može se dati na umu (3) u cjelokupnom prostorno-privremenom kontinuumu, I.E. Prostor-vrijeme ne može biti ravan. Einstein je došao na radikalnu ideju da identificira nehomogenu gravitaciju. Polja iz zakrivljenog prostora-vremena. Sa ovih pozicija gravitat. Polje bilo kojeg tijela može se posmatrati kao izobličenje ovog tijela geometrije prostora.

Osnove matematike. Uređaj geometrije prostora sa zakrivljenom (geometrijom ne djeteta) položen je u djela N.I. Lobachevsky, Weng. Matematika Ya. Boyai, to. Matematičari K. Gauss i Riemann. U ne dječiju geometriju, zakrivljeno prostorno vrijeme karakterizira metrika. Tenzor koji pripada izrazu za invariantni interval:
, (5)
Poseban slučaj ovog izraza Yavla. F-LA (4). Imati skup F-QII, možete se nositi sa pitanjem postojanja takvih koordinatnih transformacija, koje bi prevodele (5) u (3), tj. Bilo bi moguće provjeriti je li prostor ravan. Željene transformacije obavljaju se tada, a samo ako neki tenzor, sastavljen od F-QII, kvadrata njihovih prvih derivata i drugih derivata nula. Ovaj tenzor se naziva tenzorom zakrivljenosti. Općenito, to prirodno nije nula.

Set vrijednosti koristi se za invariantni, nezavisni koordinatni sustav, opisi Geometrich. SV-u zakrivljenim prostorom. Sa fizičkim Staj stajališta tenzora zakrivljenosti, izražavajući se kroz druge derivate iz gravitata. Potencijali, opisuje ubrzanje plimnika u nehomogenoj gravitaciji. Polje.

Tenzor zakrivljenosti je veličine dimenzionalnog, dimenzija je kvadrat duljine stražnje strane. Zakrivljenost u svakoj tački tačke odgovara karakterističnim dužinama - zakrivljenim radijusom. U malom prostornoj regiji, okružujući se u okruženju, zakrivljenim prostorom-radno vrijeme ne razlikuje se od ravnog slijetanja na male članove, gdje l. - Karakteristična veličina područja. U tom smislu, zakrivljenost svijeta ima isti nego isti, koji recimo, i zakrivljenost svijeta: u malim površinama je neznatan. Tenzor zakrivljenosti u ovom trenutku ne može se "uništiti" bilo kojom koordinatnom transformacijom. Međutim, u određenom koordinatnom sustavu i s unaprijed određenom preciznošću, može se razmotriti polje T. u malom području prostora-vremena. U ovom području svi zakoni fizike stječu taj obrazac, K-Paradium u skladu sa posebnim. Teorija relativnosti. Ovo je princip ekvivalencije koji se zasniva na teoriji T. Nakon izgradnje.

Metrički. Space-vremenski tenzor, a posebno zakrivenost svijeta dostupni su eksperimentalnoj definiciji. Da biste dokazali zakrivljenost globusa, potrebno je imati malu "savršenu" razmjeru i s tim za mjerenje udaljenosti između dovoljno udaljenih površinskih mjesta. Usporedba izmjerenih udaljenosti ukazuje na razliku između stvarne geometrije od euklida. Slično tome, geometrija prostora može se postaviti mjerenjima koja se vrše korištenim pomoću "idealnih" linija i sati. Prirodno je pretpostaviti, nakon Ainsteina da Sv-VA malih "idealnog" atoma ne ovisi o tome što je točka svijeta postavljen. Stoga, proizvodeći, na primjer, mjerenjem frekvencijskog pomeranja (definiranje gravitatora. Crvena pomak), moguće je u principu da se odredi metriku. Prostor za tenzor i njegova zakrivljenost.

6. Ekstein jednadžbe

Zbroj tenzora zakrivljenosti sa metrikom. Tenzor Možete formirati simetrični tenzor Imajući iste komponente kao energetski tenzor pulsa materije, K-Paradium služi kao izvor gravitacije. Polja.

Einstein je sugerirao da gravitacijski ultrazvuk treba uspostaviti vezu između i. Pored toga, uzeo je u obzir da u gravitatu. Polje mora izvesti urin kontinuiteta za stvar na isti način kao što se izvodi trenutni kontinuitet struje u elektrodinamici. Takve URMS se izvode automatski ako gravitacija ursencija. Polja pišu ovako:
. (6)
Ovo je Einsteinovo urne, dobiveno od njega 1916. Ove URMS teku i iz varijante. Princip koji je samostalno pokazao. Matematika D. Hilbert.

Einstein Urniya izražava vezu između distribucije i kretanja materije, s jedne strane i geometriha. Imate prostora - na drugom.

U URMS-u (6) u lijevom dijelu postoje komponente tenzora koji opisuju prostorno-vremenu geometrije, a s desne strane - komponente energetskog energetskog tenzora koji opisuju fizičku. SV-VA supstance i polja (izvori gravitacionih polja). Vrijednosti nisu samo f-pronađena, opisujući gravitacijsko polje, već u isto vrijeme, komponente metričkog tenzora prostora.

Einstein je napisao da bi to bio "većina njegovih radova (posebna. Teorija relativnosti, kvantna priroda svjetlosti) ušla je u red sa trenutnim problemima svog vremena. Napravili bi ih drugi naučnici koji ne bi imali više od 2-3 godine, ako se ti radovi nisu radili sam. Za Oto Einstein izneo je izuzetak i napisao da će relativistička teorija T., možda odgoditi 50 godina. Ova je bila u osnovi opravdana, jer je bila u suštini 60-ih 20 vijeka. Metode teorije polja i drugi dodani pristup nelinearnoj teoriji T., energizirajući se od koncepta polja određenog u ravnom prostoru. To je pokazalo da ta staza vodi istim urinima, ainstein došao na geometrič. Interpretacije T.

Nametanje će naglasiti da je u astronomiji i kosmolomima da postoje pitanja u kojima Geometrich. Pristupite Yavlu. Preferirano. Kao primjer možete odrediti kosmološko. Teorija prostornog zatvorenog svemira, kao i teorije. Stoga, Einsteinova teorija, zasnovana na Geometrichu. Pojmovi, u potpunosti zadržava svoje značenje.

U Geometrichu. Tumačenje kretanja materijalne točke u gravitatovima. Polje je kretanje duž 4-dimenzionalne putanje - geodezi. Svemirske linije. U svijetu sa zakrivljenjem, geodezičkim. Linija sažima koncept ravne linije u euklidskoj geometriji. Kretanje supstance sadržane u Einstein URMS-u svodi se na geodeziju urine. Linije za bodovna tijela. Tijela (čestice), koje se ne mogu smatrati tačkama, odstupati u svom pokretu iz geodezije. linije i doživljavaju plimne sile.

7. Slaba gravitacijska polja i posmatrani efekti

Teren T. Većina astronomije. Predmeti yavla. slab. Primjer su gravitat. Polje zemlje. Da bi telo zauvijek napustilo Zemlju, treba ga dobiti brzinu od 11,2 km / s na površini zemlje, tj. Brzina, mala u odnosu na brzinu svjetlosti. Drugim riječima, gravitatorima. Zemljište je mali u odnosu na kvadrat brzine svjetlosti kao Yall. Kriterij slabosti gravitacije. Polja.

U pristupu slabog polja, zakoni newtonske teorije i mehaničare iz ur. Učinci OTO u takvim uvjetima samo su manji amandmani.

Najjednostavniji efekat, iako težak za zapažanja, Yavl. Usporavajući protok vremena u gravitatovima. Polje ili, u zajedničkoj formulaciji, efekt prebacivanja svjetlosti. Ako je svjetlosni signal sretan, emitiran je u točki s vrijednošću gravitata. Potencijal i usvojen sa frekvencijom u točki s potencijalnom vrijednošću (gdje postoji tačno isti inteligencija za usporedbu frekvencije), tada treba izvršiti jednakost. Efekat gravitata. Odlaganje svjetlosne frekvencije predviđao je Einsteinu 1911. godine na osnovu zakona očuvanja fotonske energije u gravitatu. Polje. Pouzdano je instaliran u spektri zvijezda, mjeri se tačnošću od 1% u laboratoriji i tačno prije Cosmicha. Let. U najtačniji eksperiment korišten je standard frekvencije frekvencije vodonik, koji je instaliran na Cosmichu. Raketa, diže se na visinu od 10 hiljada KM. Na Zemlji je instaliran još jedan isti standard. Usporedba njihovih frekvencija proizvedena je u različitim visinama. Rezultati su potvrdili predviđenu promjenu frekvencije.

Kada prolazi blizu tijela El.-Magn. Signal doživljava relativističko kašnjenje u vremenu distribucije. Po njegovom fizičkom. Priroda Ovaj efekat je sličan prethodnom. Prema zračenju planeta i posebno međuplanetarnog prostora. Brodovi, efekt kašnjenja poklapa se s procijenjenom vrijednošću u roku od 0,1% (vidi).

Najvažnije sa stanovišta provjere iz Oto Yavla. Zakrenite orbitu tijela, kontaktirajte oko CORE Centra (naziva se i učinak pomeranja perihela). Ovaj efekat omogućava vam identifikaciju nelinearne prirode relativističkog zrna. Polja. Prema newtonijskoj nebeskoj mehanici, kretanje planeta oko suca opisano je elipsom Urals: Gde p \u003d A.(1-e. 2) - Orbitni parametar, sVEDOK JOVANOVIĆ - ODGOVOR: - velika polovina, e. - ekscentričnost (vidi). Uzimajući u obzir relativistički amandmani, putanje ima obrazac:
.
Za svaki promet planete oko sunca velika osovina svoje eliptične. Orbite se okreću u smjeru kretanja pod uglom. Za Merkur, relativistički kut rotacije je u veku. Činjenica da se ugao rotacije nakuplja tokom vremena, olakšava mogućnost promatranja ovog efekta. U jednom koraku rotacije velike osi orbite toliko je beznačajan ~ 0.1 "da je njeno otkrivanje značajno komplicirano zakrivljenom svjetlosnim gredama unutar solarnog sustava. Ipak, radarski podaci potvrđuju relativistički učinak perihela perihelijum perihelci sa tačnošću od 1%.

Navedene efekte naza. Klasičan. Moguće je test i druga predviđanja OTO-a (npr. Prekosije osi žiroskopa) u slabim težini. Polje solarnog sistema. Relativistički se efekti koriste ne samo za provjeru teorije, već i za razjašnjenje astrofizičkih parametara, na primjer, za određivanje mase komponenti dvostrukih zvijezda. Dakle, u dvostrukom sustavu, uključujući PSR 1913 + 16, primijećen je učinak poremećaja perihelium, što je omogućilo utvrđivanje ukupne mase komponenata sustava sa tačnošću od 1%.

8. Komunikacija i kvantna fizika

Einstein jednadžbe uključuju klasičnu gravitaciju. Polje karakterizira metričke komponente. Tenzorska i energetska energija energije energije. Opisati kretanje tijela, kvantnu prirodu materije, u pravilu nije važno. To je zato što se obično bave gravitima. Interakcija makroskopske. tijela koja se sastoje od ogroman broj atoma i molekula. Kvantni mehanički opis kretanja takvih tijela gotovo se ne razlikuje od klasičnog. Nauka još nema eksperimentalne podatke o gravitatu. Interakcija pod uslovima kada kvantne SV-VA čestice koje sa komunikacijom gravitata postaju suštinske. Polje i kvantni SV-VA gravitacije. Polja.

Kvantni procesi koji uključuju gravitate. Polja su važna u prostoru (vidi,) i, možda će biti dostupne i za studiranje i u laboratorijskim uvjetima. Ujedinjenje teorije T. Sa kvantnom teorije jedan je od najvažnijih zadataka fizike, na rješenje K-Roya već je započelo.

U normalnim uvjetima, utjecaj gravitata. Polja na kvantnim sistemima su izuzetno malo. Za pokretanje atoma ex. Gravitats. Polje, relativno ubrzanje stvoreno gravitacijom. Polje na udaljenosti "radijusa vodonik atoma" CM i jednako bi trebalo biti uporedivo s ubrzanjem, elektron u atomu se kreće s K-Ry-om. (Ovde - radijus zakrivljenosti gravitacije. Zemlja polja, jednaka: Vidi) u gravitatu. Polje zemlje sa rezervom 10 19 nije ispunjena, samim tim, atomi na zemaljskim uvjetima pod djelovanjem gravitacije nisu uzbuđeni i energične smjene ne doživljavaju. Nivoi.

Ipak, u nekim su uvjetima vjerojatnost prijelaza u kvantnom sustavu pod djelovanjem gravitata. Polja mogu biti primjetna. U ovom je principu određena owc. pretpostavke o otkrivanju gravitata. Valovi.

U posebno stvorenim (makroskopskim) kvantnim sistemima, može se pojaviti tranzicija između susjednih kvantnih nivoa čak i pod utjecajem vrlo slabog naizmeničnog polja gravitata. Valovi. Primjer takvog sistema može poslužiti El.-Magn. Polje u šupljini sa dobro reflektivnim zidovima. Ako je u početku bio u sistemu N. Field Quanta (fotoni) (), zatim pod utjecajem gravitata. valovi njihov broj s uočljivom vjerovatnoćom može se promijeniti i postati jednak N.+2 ili N.-2. Drugim riječima, mogući su sengetski prelazi. nivo, a u principu su dostupne otkrivanje.

Uloga intenzivnih gravitata posebno je važna. Polja. Takva polja vjerovatno su postojala na početku širenja svemira, u blizini kosmolog. Singularnost i može se pojaviti na postjskoj faza gravitata. Kolaps. Visoki intenzitet ovih polja očituje se u činjenici da su u stanju da se obavljaju na promatrane efekte (rođenje parova čestica) čak i u nedostatku atoma, pravih čestica ili fotona. Ova polja imaju efikasan utjecaj na fizičko. Vakuum - Phys. Polja u najnižem energetskom stanju. U vakuumu zahvaljujući fluktuacijama kvantiziranih polja, takozvani se stalno javlja i nestaje. Virtualne, zaista neupadljive čestice. Ako je intenzitet vanjski. Gravitats. Polja su toliko velika da na udaljenostima karakteristična za kvantna polja i čestice, može proizvesti rad, superiorniji od energije parilačkog para, tada se može doći do rezultata čestica - transformacija iz virtualnog para u stvarnu. Preduvjet za ovaj proces trebao bi biti uporedivost karakterističnog polumjera zakrivljenosti koji opisuje intenzitet gravitacije. Polja, sa kompatantnom talasom, u odnosu na čestice s masom odmora m.. Slično stanje mora biti izvedeno za masovne čestice tako da je moguć postupak rođenja para kvante energije. Na spomenutoj gore, primjer šupljine koja sadrži El.-Magn. Polje, ovaj proces je sličan tranziciji s verovatnoćom uporedivom sa jednom, iz vakuum stanja N.\u003d 0 u stanje koje opisuje dvije kvante, N \u003d 2.. U običnim gravitatovima. Polja verovatnoća takvih procesa je zanemarljiva. Međutim, u svemiru su mogli dovesti do rođenja čestica u vrlo ranom univerzumu, kao i takozvani. Kvantna "isparavanje" crnih rupa male mase (prema) radi na engleskom jeziku. Naučnici S. Hawking).

Intenzivna gravitacija. Polja sposobna značajno utječu na nultu fluktuaciju drugih. PIZ. Polja treba podjednako utjecati na vlastite nulte fluktuacije. Ako je moguć postupak rođenja Quanta FIZ-a. Polja, zatim s istim verovatnoćom (i u nekim slučajevima sa još već većem verovatnoćom) proces rođenja ntata gravitata treba biti moguć. Polja - gravioni. Stroga i sveobuhvatna razmatranje takvih procesa moguća je samo na osnovu kvantne teorije T. Takve teorije još nije stvorena. Primjena na gravitaciju. Polje istih ideja i metoda, što je dovelo do uspješne izgradnje kvantne elektrodinamike, ohrabrujući ozbiljne poteškoće. Sada još nije jasno kako će način biti razvoj kvantne teorije T. nesumnjivo - najvažniji način za provjeru takvih teorija bit će potraga za predviđenom teorijom pojava u prostoru.

Definicija

Zakon Svjetske zajednice otvorila I. Newton:

Dva tijela privlače se međusobno, direktno proporcionalno proizvodu i obrnuto proporcionalno na kvadrat udaljenosti između njih:

Opis zakona svijeta

Koeficijent je gravitaciona konstanta. U Si sistemu gravitacijsku konstantnu važnost:

Ova konstanta, kao što se može vidjeti, vrlo je mala, pa su snage između tijela koje imaju male mase takođe male i praktički ne osjećaju. Međutim, kretanje kosmičkih tijela u potpunosti je određeno gravitacijom. Prisutnost globalne ili, drugim riječima, gravitaciona interakcija objašnjava šta zemlja i planete "" drže "" i zašto se kreću po sunce prema određenim putanjem, a ne odlete dalje od njega. Zakon globalne gravitacije omogućava vam da odredite brojne karakteristike nebeskih tijela - masu planeta, zvijezda, galaksija, pa čak i crnih rupa. Ovaj zakon omogućava izračunavanje orbita planeta i stvoriti matematički model svemira.

Uz pomoć svijeta svijeta, možete izračunati i kosmičke brzine. Na primjer, minimalna brzina u kojoj se tijelo kreće vodoravno iznad zemlje ne pada na njemu, a kreće se duž kružne orbite - 7,9 km / s (prva kosmička brzina). Da bih napustio Zemlju, I.E. Da bi prevladao svoju gravitacijsku privlačnost, tijelo mora imati brzinu od 11,2 km / s, (druga kosmička brzina).

Gravitacija je jedna od najnevjerovatnijih pojava prirode. U nedostatku gravitacionih snaga, postojanje svemira bilo bi nemoguće, svemir se nije mogao uočiti. Gravitacija je odgovorna za mnoge procese u svemiru - njeno rođenje, postojanje reda umjesto haosa. Priroda gravitacije još uvijek nije ni dovoljna. Do danas, niko nije mogao razviti pristojan mehanizam i model gravitacijske interakcije.

Gravitacija

Posebna prilika manifestacije gravitacionih snaga je moć težine.

Jačina gravitacije uvijek je usmjerena okomito dolje (prema sredini zemlje).

Ako tijelo djeluje na tijelu, tijelo čini. Vrsta pokreta ovisi o smjeru i modulu početne brzine.

S akcijom gravitacije su se sukobljavali svaki dan. Nakon nekog vremena ispada se na Zemlji. Knjiga puštena iz ruku pada. Odskakujući, osoba ne leti u otvoreni prostor, ali pada na zemlju.

S obzirom na besplatan pad tijela u blizini površine Zemlje kao rezultat gravitacijske interakcije ovog tijela sa Zemljem, možete napisati:

gdje ubrzati besplatan pad:

Ubrzanje slobodnog pada ne ovisi o tjelesnoj težini i ovisi o visini tijela iznad zemlje. Globe je malo spljošteni polljima, pa se tijela koja se nalaze u blizini stupova nalaze se malo bliže centru zemlje. S tim u vezi, ubrzanje slobodnog pada ovisi o širini terena: to je malo više na stupu od ekvatora i drugih širina (na ekvatoru m / c, na sjevernoj polomu, ekvator m / s.

Ista formula omogućava vam pronalazak ubrzanja slobodnog pada na površini vaganja i radijusa planete.

Primjeri rješavanja problema

Primjer 1 (zadatak o "vaganjem" zemljištu)

Zadatak	Polumjer Zemlje KM ubrzavaju slobodni pad na površinu planete m / s. Koristeći ove podatke, procijenite približnu masu zemlje.
Odluka	Ubrzanje slobodnog pada na površini zemlje: odakle masa zemlje: U sistemu SI polumjera m. Zamjena u numeričkim vrijednostima fizičkih količina formule procjenjujemo masu zemlje:
Odgovoriti	Masa zemlje kg.

Primer 2.

Zadatak	Satelit Zemlje kreće se duž kružne orbite na nadmorskoj visini od 1000 km od površine zemlje. Koliko brzo se kreće satelit? Za koje vrijeme satelit će napraviti jedan puni okret zemlje?
Odluka	Prema, silu koja djeluje na satelitu sa zemlje jednaka je proizvodu mase satelita do ubrzanja, sa kojim se kreće: Na zemljištu na satelitu, snaga gravitacijske atrakcije važi, što, prema svijetu svijeta, jednaka: gde i mase satelita i zemljišta, respektivno. Budući da se satelit nalazi na maloj visini iznad kopnene površine, udaljenost od njega do centra zemlje: gde je radijus zemlje.

Kretanje tijela pod djelovanjem gravitacije jedna je od središnjih tema u dinamičkoj fizici. Dinamički odjeljak zasnovan je na tri zna čak i uobičajeni školnik. Pokušajmo temeljito rastaviti ovu temu, a članak, opisujući detaljno opisani svaki primjer, pomoći će nam da proučavamo kretanje tijela pod djelovanjem gravitacije što je moguće korisnijim.

Malo istorije

Ljudi sa radoznalošću gledali su razne pojave u našem životu. Čovječanstvo dugo nije moglo razumjeti principe i uređaj mnogih sustava, ali dug put proučavanja okolnog svijeta donio je naše pretke u naučnom puču. Danas, kada se tehnologije razvijaju s nevjerovatnom brzinom, ljudi gotovo ne razmišljaju o tome kako rade ti ili drugi mehanizmi.

U međuvremenu, naši preci su uvijek bili zainteresirani za zagonetke prirodnih procesa i uređaja svijeta, oni su tražili odgovore na najteža pitanja i nisu prestali da studiraju dok nisu pronašli odgovore. Dakle, na primer, poznati naučnik Galileo Galiley u 16. veku upita: "Zašto tela uvijek padaju, kakvu moć privlači ih na zemlju?" 1589. godine odredio je niz eksperimenata čiji su rezultati bili vrlo vrijedni. Detaljno je studirao obrasce slobodnog pada raznih tijela, ispuštajući predmete sa poznatim kulom u gradu Pizi. Zakoni koji su donijeli poboljšani su i detaljnije opisani od strane formulaca drugog poznatog engleskog naučnika - Sir Isaac Newton. On je koji posjeduje tri zakona, na kojima se zasniva gotovo sva moderna fizika.

Činjenica da su obrasci kretanja Tel-a, opisani prije više od 500 godina, relevantni su za ovaj dan, znači da je naša planeta podložna stalnim zakonima. Modernog čovjeka mora barem superficialno ispitati osnovna načela aranžmana svijeta.

Glavni i pomoćni pojmovi govornika

Da biste u potpunosti razumili principe takvog pokreta, prvo se treba upoznati sa nekim pojmovima. Dakle, najpotrebniji teorijski uvjeti:

• Interakcija je učinak tijela jedna na drugu, na kojoj se događa promjena ili početak njihovog pokreta u odnosu na jedan drugi. Postoje četiri vrste interakcije: elektromagnetski, slab, snažan i gravitacijski.
• Brzina je fizička vrijednost koja označava brzinu s kojom se tijelo kreće. Brzina je vektor, odnosno nema samo vrijednost, već i smjer.
• Ubrzanje je vrijednost koja nam pokazuje brzinu promjene brzine tijela u određenom vremenskom periodu. To je takođe
• Putanje staze je krivulja, a ponekad i ravna linija koja opisuje tijelo prilikom kretanja. Sa jednoličnim pravolinskim pokretom, putanje se može podudarati s vrijednošću pokreta.
• Put je duljina putanke, odnosno točno koliko je tijelo proslijedilo određeno vrijeme.
• Inercijalni referentni sustav je medij u kojem se obavlja prvi Newtonski zakon, odnosno tijelo održava svoju inerciju, pod uvjetom da su sve vanjske sile potpuno odsutne.

Gore navedeni pojmovi su dovoljni da se pravilno crtaju ili predstavljaju u modeliranju glave u pokretu tijela pod djelovanjem gravitacije.

Šta znači snaga?

Idemo na osnovni koncept naše teme. Dakle, sila je veličina, čiji je značenje efekata ili utjecaj jednog tijela na drugi kvantitativno. A moć težine je snaga koja se apsolutno ponaša na svako tijelo koje se nalazi na površini ili u blizini naše planete. Postavlja se pitanje: odakle dolazi ta vrlo moć? Odgovor leži u zakonu globalne težine.

Koja je moć težine?

Na bilo kojem telu iz zemlje, uticaj gravitacione sile, koji mu govori malo ubrzanju. Snaga gravitacije uvijek ima vertikalni smjer do središta planete. Drugim riječima, jačina gravitacije privlači predmete na zemlju, zbog čega predmeti uvijek padaju. Ispada da je jačina gravitacije poseban slučaj čvrstoće svijeta. Newton je donio jednu od glavnih formula za pronalazak privlačenja sile između dva tijela. Izgleda na ovaj način: F \u003d g * (m 1 x m 2) / r 2.

Koje je ubrzanje slobodnog pada?

Tijelo koje je pušteno iz neke visine uvijek leti pod djelovanjem sile privlačnosti. Kretanje tijela pod djelovanjem gravitacionih vertikalno gore i dolje mogu se opisati jednadžbama gdje će glavna konstanta biti vrijednost ubrzanja "G". Ova vrijednost dospijeva isključivo djelovanjem sile privlačnosti, a njena vrijednost je otprilike 9,8 m / s 2. Ispada da se tijelo bače s visine bez početne brzine pomakne se s ubrzanjem jednake vrijednosti "g".

Kretanje tijela pod djelovanjem gravitacije: formule za rješavanje problema

Glavna formula za silu gravitacije izgleda ovako: F težina \u003d m x g, gdje je m tjelesna težina, što je valjano, a "g" - ubrzanje slobodnog pada (smatra se da je ubrzanje slobodnog pada (shvata se da je 10 m / s) Pojednostavite zadatke 2).

Postoji još nekoliko formula koje se koriste za pronalaženje određenog nepoznatog tijela u slobodnom pokretu. Dakle, na primjer, kako bi se izračunali stazu koji je prešao tijelo, potrebno je zamijeniti poznate vrijednosti u ovu formulu: S \u003d V 0 x T + A X T 2/2 (staza je jednaka Količina rada početne brzine pomnožena po vremenu i ubrzanju na kvadrat vremena podijeljene na 2).

Jednadžbe za opisivanje vertikalnog pokreta tijela

Kretanje tijela pod djelovanjem gravitarnosti može se opisati jednadžbama koja izgleda ovako: x \u003d x 0 + v 0 x t + a x t 2 / 2. Korištenje ovog izraza, možete pronaći koordinate tijela na određena tačka u vremenu. Potrebno je jednostavno zamijeniti vrijednosti poznate u problemu: početna lokacija, početna brzina (ako tijelo nije samo otpušteno i gurnuto s nekom silom) i ubrzanju, u našem slučaju bit će ubrzana g.

Na isti način se može naći i brzina tjelesne opterećenja koja se kreće pod djelovanjem sile privlačnosti. Izraz za pronalaženje nepoznate vrijednosti: V \u003d v 0 + GXT (vrijednost početne brzine može biti nula, tada će brzina biti jednaka proizvodu ubrzavanja slobodnog pada na vrijednosti za koji Tijelo stvara kretanje).

Kretanje tijela pod djelovanjem gravitacije: zadaci i načini za rješavanje njih

Prilikom rješavanja mnogih zadataka koji se odnose na gravitaciju, preporučujemo upotrebu sljedećeg plana:

1. Odredite sebi prikladan inercijalni referentni sustav, obično se uzima za odabir zemlje, jer ispunjava mnoge zahtjeve za ISO.
2. Nacrtajte mali crtež ili sliku, koja prikazuje glavne sile koje djeluju na tijelu. Kretanje tijela pod djelovanjem gravitacije podrazumijeva obris ili dijagram na kojem se tijelo kreće u kojem se smjeru kreće ako ubrzanje djeluje jednaka G.
3. Tada biste trebali odabrati smjer za projektovanje sila i dobivene ubrke.
4. Snimite nepoznate vrijednosti i odredite njihov smjer.
5. Konačno, pomoću gore navedenih formula za rješavanje problema, izračunajte sve nepoznate vrijednosti, zamjenjujući podatke u jednadžbe za pronalazak ubrzanja ili putovanja.

Spremni rješenje Jednostavan zadatak

Kada je u pitanju takav fenomen, kao pokret tijela pod djelovanjem kako je praktično riješiti zadatak, može biti teško. Međutim, postoji nekoliko trikova koji koriste, možete lako riješiti čak i najteži zadatak. Dakle, analizirat ćemo na dnevnim primjerima, kako riješiti ovaj ili taj zadatak. Počnimo s lako razumijevanjem zadatka.

Neko tijelo je pušteno sa visine od 20 m bez početne brzine. Odredite koliko vremena stiže do površine zemlje.

Rješenje: Znamo da je put kojim prolazio tijelo, poznato je da je početna brzina jednaka 0. Možemo utvrditi da samo snaga gravitacije djeluje na tijelu, ispada da je ovo kretanje tijela ispod Radnja gravitacije, pa stoga ova formula treba koristiti: S \u003d V 0 x T + A x T 2/2. Otkad je u našem slučaju A \u003d G, nakon nekih transformacija dobivamo sljedeću jednadžbu: S \u003d G x T 2/2. Sada ostaje samo za izražavanje vremena kroz ovu formulu, dobivamo T 2 \u003d 2S / g. Zamjenjujemo poznate vrijednosti (vjerujemo da je g \u003d 10 m / s 2) t 2 \u003d 2 x 20/10 \u003d 4. Stoga, t \u003d 2 s.

Dakle, naš odgovor: Tijelo će pasti na zemlju za 2 sekunde.

Trik koji vam omogućava da brzo riješite problem, je sljedeći: Može se primijetiti da se opisano kretanje tijela u datom zadatku događa u jednom smjeru (okomito dolje). Vrlo je sličan ravnotežnom pokretu, jer nijedna sila djeluje na tijelu, osim gravitacije (snaga otpornosti na zraku je zanemarivanje). Zahvaljujući tome, moguće je koristiti laganu formulu za pronalaženje staze s ravnotežnim kretanjem, zaobilazeći slike crteža s rasporedom sila koje djeluju na tijelu.

Primjer rješavanja složenijeg zadatka

A sada da vidimo kako je bolje riješiti problem pokreta tijela pod djelovanjem gravitacije, ako se tijelo ne kreće ne vertikalno, ali ima složeniju prirodu kretanja.

Na primjer, sljedeći zadatak. Neki objekt vaganje M kreće se nepoznatim ubrzanjem prema dolje na nagnutoj ravni, ko je koeficijent trenja od k. Odredite vrijednost ubrzanja, koja je dostupna kada se tijelo kreće ako je poznat ugao nagiba α α.

Rješenje: trebali biste koristiti plan koji je opisan gore. Prije svega, nacrtajte obrazac nagnutog ravnine sa slikom tijela i sve sile koje djeluju na njemu. Ispada da postoje tri komponente: jačina gravitacije, trenja i snage reakcije podrške. Opća jednadžba snaga jednadžbe izgleda kao: F trenje + N + mg \u003d ma.

Glavni vrhunac zadatka je stanje sklonosti pod uglom α. Kada je Ox i Oyx, potrebno uzeti u obzir ovo stanje, tada ćemo imati sljedeći izraz: mg x sin α - f trenje \u003d mA (za osovinu OH) i n - mg x cos α \u003d f trenje ( za OY osobu).

F Trenje je lako izračunati formulom za pronalaženje sile trenja, jednaka je k x mg (koeficijent trenja pomnožen s tjelesnom masom i ubrzati besplatan pad). Nakon svih proračuna, ostaje samo za zamjenu vrijednosti koje se nalaze u formuli, to će biti pojednostavljena jednadžba za izračun ubrzanja, s kojima se tijelo kreće po nagnutom ravninu.

Radnja svetske snage u prirodi objašnjava se mnogim pojavama: pokret planeta u solarnom sistemu, umjetnim satelitcima Zemlje, putanje leta balističkih projektila, kretanje telefona u blizini zemlje u blizini zemlje - Svi pronalaze objašnjenje na osnovu zakona širom svijeta i zakoni dinamike.

Zakon globalne gravitacije objašnjava mehanički uređaj solarnog sistema i zakone Keplera, koji opisuju putanje pokreta planeta, može se izvući iz nje. Za Kepler su njegovi zakoni bili čisto opisni u prirodi - naučnik je jednostavno sažeo svoja zapažanja matematičkog oblika, a ne dostavljajući nikakve teorijske osnove ispod formule. U velikom sistemu Svjetske Australije na Newtonu, zakoni Keplera postaju izravna posljedica univerzalnih zakona mehanike i Zakona svjetske zajednice. To jest, opet promatramo kako se empirijski zaključci dobiveni na jednom nivou pretvore u strogo potkrijepljene logičke zaključke prilikom prelaska na sljedeći nivo dubokog znanja o svijetu.

Newton je prvi put izrazio ideju da gravitacijske snage definiraju ne samo kretanje planeta solarnog sistema; Djeluju između bilo kojeg tijela svemira. Jedna od manifestacija svetske snage je gravitacija - pa je uobičajeno nazvati snagu privlačnosti na zemlju u blizini njene površine.

Ako je m masa zemlje, RZ je njegov polumjer, m - masa ovog tijela, tada je jačina gravitacije jednaka

gdje je g ubrzanje slobodnog pada;

na površini zemlje

Gravitacija je usmjerena prema centru zemlje. U nedostatku drugih sila, tijelo slobodno pada na zemlju ubrzanjem slobodnog pada.

Prosjek za ubrzanje slobodnog pada za razne točke zemlje Zemlje je 9,81 m / s2. Poznavanje ubrzanja slobodnog pada i radijusa zemlje (RZ \u003d 6,38 · 106 m), može se izračunati mase zemlje

Slika uređaja solarnog sistema koji proizlazi iz ovih jednadžbi i ujedinjavanja zemlje i nebeske gravitacije, može se shvatiti na jednostavnom primeru. Pretpostavimo da stojimo na rubu čiste litice, pored pištolja i klizača topovskog jezgara. Ako samo resetirate kernel sa ruba litice vertikalno, počet će padati i jednako. Njegov pokret će opisati Newtonove zakone za ravnotežnu kretanje tijela s ubrzanjem g. Ako sada otpustite kernel iz pištolja u smjeru horizonta, leteće - i pasti će na luk. A u ovom slučaju njeno pokret će opisati Newtonove zakone, tek sada se primjenjuju na tijelo koje se kreću pod utjecajem gravitacije i imaju neku vrstu početne brzine u vodoravnoj ravnini. Sada, jednom s vremenom, punjenje pištolja je sve teška jezgra i pucanja, otkrit ćete da, jer svaki sljedeći kernel leti iz prtljažnika s većom početnom brzinom, jezgro dalje i dalje od stopala.

Sada zamislite da smo postigli toliko praha u pištolj da je brzina jezgre dovoljna da leti oko širom svijeta. Ako zanemarite otpor zraka, kernel, koji se javlja oko Zemlje, vratit će se na početnu točku tačno po istoj brzini, s kojom je prvobitno letela iz pištolja. Što će se sljedeće dogoditi, jasno je: kernel se neće zaustaviti na njemu i nastavit će namignuti krugu oko planete.

Drugim riječima, dobit ćemo umjetni satelit koji se žali oko Zemlje u orbitu, poput prirodnog satelita - mjesec.

Tako smo u fazama prešli iz opisa kretanja tijela, pali su isključivo pod utjecajem "zemaljske" gravitacije (Newtonac Apple), na opis kretanja satelita (Mjeseca) u orbitu, bez promjene Priroda gravitacijskog udara sa "Zemljom" na "nebeskom". Ovo je uvid i dozvolio je Newtonu da poveže dvije sile gravitacijske atrakcije u svojoj prirodi.

Kada se zemlja ukloni sa površine zemlje, a ubrzanje slobodnog pada mijenja se obrnuto proporcionalno na kvadrat R udaljenosti u sredinu zemlje. Primjer sustava dva interaktivna tijela može poslužiti kao sistem zemlje-mjeseca. Mjesec je od tla na udaljenosti od RL \u003d 3,84 · 106 m. Ova udaljenost je otprilike 60 puta veća od poluprečnog radijusa zemlje RZ. Slijedom toga, ubrzanje slobodnog pada al, zbog zemaljske atrakcije, u orbiti Mjeseca je

S takvim ubrzanjem usmjerenim prema središtu zemlje, mjesec se kreće u orbitu. Shodno tome, ovo ubrzanje je centripetalno ubrzanje. Može se izračunati kinematičnim formulom za centripetalno ubrzanje

gdje je t \u003d 27,3 dana razdoblje cirkulacije mjeseca oko zemlje.

Slučajnost rezultata proračuna napravljenih na različite načine, potvrđuje pretpostavku Newtona na jedinstvenoj prirodi sile koja drži mjesec u orbiti i gravitaciju.

Samoogravitacijsko polje Mjeseca određuje ubrzanje slobodnog pada GL na njenoj površini. Težina mjeseca je 81 puta manja od mase zemlje, a njegov radijus iznosi otprilike 3,7 puta manji od radijusa zemlje.

Stoga je ubrzanje GL-a određeno izrazom

U uvjetima tako slabe težine, astronauti su pronađeni na Mjesecu. Osoba u takvim uvjetima može obavljati gigantske skokove. Na primjer, ako je osoba Jershits 1 m u zemaljskim uvjetima, zatim na mjesec mogao da skoči na visinu više od 6 m.

Razmotrite pitanje umjetnih satelita Zemlje. Umjetni satelit zemlje se kreću izvan Zemljine atmosfere, a oni imaju samo snage na dijelu zemlje.

Ovisno o početnoj brzini, putanje kosmičkog tijela može biti drugačije. Razmotrite događaj kretanja umjetnog satelita na kružnom okruženju u blizini orbite u blizini. Takvi sateliti lete na visinama od oko 200-300 KM, a moguće je otprilike uzeti udaljenost do centra zemlje jednak svom polumjeru RZ-a. Tada su centripetalno ubrzanje satelita izvijestilo o njemu gravitacije približno jednako ubrzanju slobodnog pada G. Označite satelitsku stopu na blizinu orbite putem υ1 - ova se brzina naziva prvom brzinom prostora. Koristeći kinematičnu formulu za centripetalno ubrzanje, dobivamo

Kretanje u takvu brzinu, satelit bi u to vrijeme uzeo kvržicu

U stvari, period satelitske kružne orbite u blizini površine zemlje malo prelazi navedenu vrijednost zbog razlika između radijusa stvarne orbite i radijusa zemlje. Kretanje satelita može se posmatrati kao besplatni pad, sličan kretanju školjki ili balističkih projektila. Razlika se nalazi samo u činjenici da je satelitska brzina toliko velika da je polumjer zakrivljenosti njene putanke jednak radijusu zemlje.

Za satelite koji se kreću oko kružnih putanja na značajnoj udaljenosti od zemlje, zemaljska atrakcija slabi je obrnuto proporcionalno na trgu R radijus r pathora. Dakle, u visokim orbitama brzina kretanja satelita je manja nego u nekom pričvršćivanju orbite.

Period satelitske cirkulacije raste s povećanjem radijusa orbite. Lako je izračunati s radijusom R orbitom, jednak oko 6,6 RZ, period cirkulacije satelita bit će 24 sata. Satelit sa takvim periodom tretmana, pokrenut u avionu Ekvatora, bit će nepomično da se objesi na neku točku Zemljine površine. Takvi sateliti se koriste u svemirskim radio sistemima. Orbita s radijusom R \u003d 6,6 RZ naziva se geoostacionarnim.

Druga brzina prostora naziva se minimalnom brzinom da svemirska letjelica treba biti obaviještena na površini Zemlje tako da prevladavajući zemaljsku atrakciju, pretvorila se u umjetni satelit sunca (umjetna planeta). Istovremeno, brod će biti uklonjen sa zemlje na parabolički put.

Slika 5 prikazuje kosmičke brzine. Ako je brzina svemirske letjelice jednaka υ1 \u003d 7,9 · 103 m / s i usmjerena paralelna sa površinom zemlje, brod će se kretati kružnim orbitom na niskoj visini iznad zemlje. Po početnim brzinama većim od υ1, ali manji υ2 \u003d 11.2 · 103 m / s, orbit broda bit će eliptična. Na početnoj brzini 2 brod će se kretati parabolom, a s još većom početnom brzinom - hiperbolom.

Space brzine

Brzina u blizini površine podzemne površine su naznačena: 1) υ \u003d υ1 - kružna putanka;

2) υ1< υ < υ2 – эллиптическая траектория; 3) υ = 11,1·103 м/с – сильно вытянутый эллипс;

4) υ \u003d υ2 - parabolična putanje; 5) υ\u003e υ2 - hiperbolička putanja;

6) putanje Mjeseca

Tako smo saznali da su svi pokreti u Sunčevom sustavu podložni zakon Newtonovog svijeta.

Na osnovu male mase planeta i svih još više tijela solarnog sistema, moguće je otprilike vjerovati da se pokreti u blizini slobodnog prostora poslužuju zakonima Keplera.

Sva tijela se kreću oko sunca na eliptičnim orbitama, u jednom od fokusa koji se nalazi sunce. Što je bliže suncu, nebesko tijelo, brže njegova brzina kretanja u orbitu (planeta Plutona, najudaljenija od poznatih, kreće se 6 puta sporije od zemlje).

Tijela se mogu kretati na otvorenim orbite: parabol ili hiperbola. To se događa ako je stopa tijela jednaka ili premašuje vrijednost druge kosmičke brzine za sunce na ovoj udaljenosti od središnjeg blistavog. Ako govorimo o satelitu planete, tada se kosmička brzina mora izračunati u odnosu na masu planete i udaljenosti do centra.