Gravity, tai yra atrakcija ar daug - tai yra visuotinė turto nuosavybė, kad visi daiktai ir kūnai visatos yra turi. Sunkumo esmė yra įtraukta į tai, kad visos materialinės įstaigos pritraukia visus kitus kūnus.

Gravitacijos jėga

Jei gravitacija yra bendra koncepcija ir kokybė, kad visi visatos elementai yra turi, tada žemiškas atrakcija yra konkretus atvejis šio išsamaus reiškinio. Žemė pritraukia visus materialinius objektus. Dėl to žmonės ir gyvūnai gali saugiai judėti ant žemės, upių, jūros ir vandenynų - likti savo pakrantėse, o oras nėra skristi per begalines erdvės erdves, bet sudaro mūsų planetos atmosferą.

Yra teisingas klausimas: jei visi daiktai turi sunkumą, kodėl žemė pritraukia žmones ir gyvūnus sau, o ne atvirkščiai? Pirma, mes taip pat pritraukiame žemę sau, paprasčiausiai, palyginti su savo traukos jėga, mūsų gravitacija yra nereikšminga. Antra, gravitacijos jėga yra tiesiogiai proporcinga kūno masei: mažiau kūno masė, tuo mažesnė jos gravitacinė jėga.

Antrasis rodiklis, ant kurio priklauso traukos jėga, yra atstumas tarp daiktų: tuo daugiau atstumo, tuo mažiau sunkio veiksmo. Įskaitant tai, planetos juda ant jų orbitų ir nepatenka vieni su kitais.

Pažymėtina, kad su savo sferine žemės forma, mėnulis, saulė ir kitos planetos yra įpareigotos būtent jėga. Jis veikia centro kryptimi, sugriežtindamas medžiagą į jį, o tai daro "kūno" planetos.

Gravitacinė žemė

Žemės gravitacinis laukas yra galingas energijos laukas, kuris yra suformuotas aplink mūsų planetą dėl dviejų jėgų veiksmų:

• gravitacija;
• išcentrinė jėga, kuri yra įpareigota pasukti žemę aplink savo ašį (kasdienę sukimąsi).

Nuo gravitacijos ir centrifuginės jėgos nuolat veikia, tada gravitacinis laukas yra nuolatinis.

Nedidelis poveikis laukui turi saulės, mėnulio ir kitų dangaus kūnų stipriąsias puses, taip pat žemės atmosferos mases.

Pasaulio aktas ir Sir Isaac Niutonas

Anglų fizikas, Sir Isaac Niutonas, pasak garsaus legendos, kai po pietų vaikščiojo po sodu, pamatė mėnulį danguje. Tuo pačiu metu obuolys nukrito nuo filialo. Tada Niutonas studijavo judėjimo įstatymą ir žinojo, kad "Apple" patenka į gravitacinio lauko įtaką, o mėnulis sukasi orbitoje aplink žemę.

Ir čia, galvos, puikus mokslininkas, įžeidimas atėjo į idėją, kad, galbūt, obuolys nukrenta į žemę, paklusti tos pačios jėgos, dėka, kuris mėnulis yra jo orbitoje, ir ne dėvėti atsitiktinai visoje galaktikoje . Taigi buvo atidaryta pasaulinio sunkumo įstatymas, jis yra trečiasis Niutono įstatymas.

Matematinių formulių kalba šis įstatymas atrodo taip:

F.= GMM / D 2 ,

kur F. - abipusio sunkumo tarp dviejų įstaigų galia;

M. - pirmojo kūno masė;

m. - antrojo organo masė;

D 2. - atstumas tarp dviejų įstaigų;

G. - Gravitacinė konstanta, lygi 6,67x10 -11.

(Sąlygos sunkumas ir sunkumas yra lygiaverčiai).

Pagreitis, iki rugių patiria kūnas m. 2, esantys atstumu r. iš šio kūno m. 1, lygus:
.
Ši vertė nepriklauso nuo gamtos (sudėties) ir kūno svorio įgyjamo pagreičio. Šiame santykiu eksperimentinis faktas išreiškiamas, gerai žinomas Galiliaus, pasak kyom, visos įstaigos patenka į gravitats. Žemės laukas su lygiu pagreičiu.

Niutonas nustatė, kad pagreitis ir jėga yra atvirkščiai proporcinga kūnams, nukrentinoms šalia žemės paviršiaus, pagreitį, mėnulį savo orbitoje juda su K-Rhy. (Žemės spindulys yra apytikslis atstumas iki mėnulio buvo žinomas iki to laiko. Taigi buvo dangiškoji mechanika. "T." Niutono teorijos patvirtinimas buvo Urano planetos buvimo prognozė (ENG. Astronomas J. Adams, Franz. Astronomas W. Leverier, 1843-45) ir šios planetos atradimas, ROUI vadinamas Nepttune (Jam. Astronomas I. Galle, 1846).

F-slypi, aprašant planetų judėjimą, apima darbą G. Ir saulės masė, ji yra žinoma su dideliu tikslumu. Nustatyti tą patį pastovią G. Laboratoriniai eksperimentai privalo įvertinti gravitacijos jėgas. Dviejų kūnų su žinoma masė sąveika. Pirmoji tokia patirtis buvo pateikta anglų kalba. Mokslininkai G. Cavendis (1798). Žinant G., Tai galima nustatyti abs. Saulės, Žemės ir D.Nebesy kūno masės vertė.

(1) įstatymas yra tiesiogiai taikomas taškų įstaigoms. Galima įrodyti, kad tai yra teisinga ir išplėstinėms įstaigoms su sferiniu simetrišku masės pasiskirstymu ir r. Tarp simmetery centrų yra atstumas Tel. Dėl sferinio. Kūnai, esantys pakankamai toli vienas nuo kito, įstatymas (1) galioja maždaug.

Atsižvelgiant į T. teorijos kūrimo metu nuo tiesioginės jėgos sąveikos tel. Palaipsniui davė kelią į lauko pateikimą. Gravitats. Niutono teorijos srityje pasižymi potencialu, kur x, y, z - koordinatės, t. - Laikas, taip pat lauko stiprumas, t.y.
.
Gravitacijos potencialas. Laukai, sukurtos poilsio masės deriniu, priklauso nuo laiko. Gravitats. Kelių potencialai. įstaigos atitinka superpozicijos principus, t. y. Potencialas K.l. Jų bendro lauko taškas yra lygus tel.

Manoma, kad gravitats. Laukas aprašytas inercinėje koordinačių sistemoje, t.y. Koordinatės sistemoje santykinai-to-ro korpusas išlaiko poilsio ar vienodos tiesios linijos būseną, jei bet kokios nors jėgos neveikia. Gravitats. Lauko jėga, veikianti ant medžiagos dalelėje, yra lygi jo masės produktui lauko stiprumui dalelėje: \\ t F.=mg.. Akivaizdžiai yra dalelių, palyginti su inercine koordinaruota sistema (vadinamasis ABS, pagreitis) yra akivaizdžiai g..

Dot. dm. Sukuria gravitaciją. potencialus
.
Kieta terpė, paskirstyta erdvėje su tankiu (gali priklausyti nuo laiko), sukuria gravitats. Potencialas lygus visų terpės elementų potencialams. Šiuo atveju lauko stiprumas yra išreiškiamas kaip visų dalelių sukurtos įtampos vektoriniu sumą.

Gravitats. Potencialas yra pavaldus "Nia Poisson":
. (2)

Akivaizdu, kad izoliuoto sferinio simetriško kūno potencialas priklauso tik nuo r.. Už tokio kūno ribų, potencialas sutampa su taško kūno potencialu, esančiu simetrijos centre ir turintys tą pačią masę m.. IF. \\ T R\u003e R., Tada R\u003e R.. Tokiu būdu pateisina materialių taškų apytiksliai dangaus mechanikoje, kur jie paprastai susiduria su beveik sferiniai. Be to, yra pakankamai toli vienas nuo kito. Tiksli "Poissna Uric" atsižvelgia į tikrąsias masimetrines masių pasiskirstymas, pavyzdžiui, studijuojant žemės struktūrą gravimetrijos metodais. "Poisson Ural" tyrimų aktas naudojamas teoriniams. Žvaigždžių struktūros tyrimas. Stars, T., skirtingo taško iki taško, yra lyginant slėgio gradientu; Rotacinės žvaigždės į slėgio gradientą pridedama išcentrinė jėga.

Atkreipiame dėmesį į keletą pagrindinių klasikinių savybių. T. T.
1) metalo kūno judėjime - antrasis Niutono mechanikos įstatymas, \\ t m.a.=F. (Kur. \\ T F. - esama jėga, a. - pagreitis, kurį įsigyja įstaiga), ir Niutono įstatymo įstatymas apima tas pačias kūno savybes - jos masę. Taigi suprantama, kad inertinis kūno svoris ir jo gravitatai. Masė yra lygi (išsamesnė informacija, žr. 3 skyrių).

2) momentinė gravitats vertė. Potencialą visiškai lemia momentinis masių pasiskirstymas visoje erdvėje ir riboja begalybės potencialo sąlygas. Dėl ribotų cheminės medžiagos, apyvartos būklė yra nulinė į begalybę (kai). Pastovaus termino potencialo pridėjimas sutrikdo begalybės būklę, tačiau nesikeičia lauko stiprumas g. Ir nekeičia materialinių įstaigų judėjimo šioje srityje urnas.

3) Perėjimas pagal Galilėjos transformacijas ( x "\u003d x-vt, t" \u003d t) iš vienos inercinės koordinačių sistemos į kitą judantį palyginti su pirmuoju pastoviu greičiu v.nesikeičia "Poisson Uram" ir nekeičia medžiagos judėjimo medžiagos tel. Kitaip tariant, mechanika, įskaitant Niutono teoriją T., invariant su GALILEA transformacijų.

4) Perėjimas nuo inercinės koordinačių sistemos, kad būtų galima paspartinti judėjimą su pagreitinimu a.(t) (be sukimosi) nesikeičia poissono ultragarso, tačiau veda prie papildomo, nepriklausomo nario koordinačių atsiradimo m.a. judesio urmuose. Būtent tas pats judesio Urmos kyla, jei inercinės koordinačių sistemoje į sunkumą. Potencialas pridėti komponentą tiesiškai priklausomai nuo koordinates ,, i.e. Pridėti homogenišką lauką T. SO., Homogenišką T. lauką galima kompensuoti pagreitintame judėjime.

2. Įstatymų judėjimas pagal gravitacijos jėgas

Svarbiausia Niutono Dangaus mechanikos uždavinys Yavl. Dviejų punktų materialinių įstaigų judėjimo užduotis, sąveikaujanti gravitacinė. Norėdami jį išspręsti, naudojant Niutono įstatymą, sudaro kūno transporto priemonę. SV-VA sprendimai Šių šlapimosi yra žinomi su išsamumu. Remiantis žinomu sprendimu, galima nustatyti, kad kai kurios sistemos apibūdinančios vertės laikui bėgant išlieka pastovi. Jie vadinami judėjimo integralais. OSN. OVL judėjimo (išsaugojimo vertės) integralai. Energija, impulsas, momento sistemos momentas. Dėl dviejų kūnų sistemos, visiškai mechaninis. Energija E.lygus kinechui. Energija ( T.) ir potenciali energija ( U.), išlieka:
E \u003d t + u\u003d Const.
Kur kinech. Dviejų tel.

Klasikoje. Dangaus mechanika potenciali energiją sukelia gravitats. Sąveika TEL. Dėl gravitacinės (potencialios) energijos pora:
,
Kur - gravitats. Potencialas, kurį sukūrė masė m. 2 masės taške m. 1, a - masės sukurtas potencialas m. 1 masės taške m. 2. Nulinės vertės U. Turėti kūnus, atskirtus be galo ilgą atstumą. Nes pareikšti savo kinetines kūnus. Energijos padidėjimas ir galimas energija mažėja, tada, todėl ženklas U. Neigiamas.

Stacionariems gravitiniams SR sistemoms. ABS vertė. Gravitats dydis. Energija yra du kartus daugiau plg. Kinetinės vertės. Dalelių, sudarančių sistemą, energija (žr.). Taigi, pavyzdžiui, dėl mažos masės m.sukasi aplink apskrito orbitą aplink centrinę įstaigą, išcentrinės galios lygybės būklę mv 2 / r Gravitacijos galia veda į, i.e. kinech. Energija, o. Taigi, U.=-2T. ir. \\ T E \u003d u + t \u003d -t \u003dconst.

Niutono teorijoje T. keičiasi dalelių padėtis akimirksniu sukelia visoje erdvėje (gravitats. Sąveika atliekama su begaliniu greičiu). Kitaip tariant, klasikoje. T. Lauko teorijos yra tiesioginio sąveikos aprašymo tikslai atstumu, jis neturi. Laisvės laipsniai negali plinta ir emisija. Akivaizdu, kad tokia gravitats idėja. Laukas taikomas tik maždaug pakankamai lėtai pusių šaltinių. Apskaita galutiniam svorio plitimo greičiui. Sąveika atliekama T. relatiswist teorijoje (žr. Toliau).

Nrelatizės teorijoje T. visiškai mechaninės energijos sistemos (įskaitant gravitacijos energiją. Sąveika) turėtų likti nepakitę be galo ilgai. Newton teorija pripažįsta, kad sistematika. Sumažinti šią energiją tik esant išsklaidymui, susijusį su energijos dalies transformacija į šilumą, pavyzdžiui. Su neeltiniais susidūrimais. Jei kūnai yra klampūs, tada jų deformacija ir virpesiai perkeliant į gravitats. Lauke taip pat mažina energijos energijos energiją dėl energijos konvertavimo į šilumą.

3. pagreitis ir gravitacija

Inertinis kūno svoris ( m I.) Jie vadina savo gebėjimą įsigyti vieną ar kitą pagreitį pagal tam tikros jėgos veikimą. Inertinė masė yra įtraukta į antrąjį Niutono mechanikos įstatymą. Gravitats. Svoris ( m G.) apibūdina kūno gebėjimą kurti šį ar tą lauką T. Gravitatsi. Masė patenka į įstatymą T.

Iš Galilėjos eksperimentų su tikslumu, su spiečius jie buvo pristatytas, laikėsi, kad visos įstaigos patenka į tą patį pagreitį, nepriklausomai nuo jų pobūdžio ir inertinių masės. Tai reiškia, kad jėga, žemė veikia šiose įstaigose, priklauso tik nuo jų inertinių masės, o jėga yra proporcinga inertinei kūno inertinei masei. Tačiau pagal trečiąjį Niutono įstatymą, įstaiga studijavo aktus ant žemės tiksliai su ta pačia jėga, su kuria žemės veikia ant kūno. Todėl jėgos sukaupta jėga priklauso tik nuo vienos iš jo savybių - inertinių masės - ir yra proporcinga jai. Tuo pačiu metu incidento kūnas veikia ant žemės su jėga, nustatyta pagal sunkumą. Svėrimo korpusas. Taigi, visiems kūnams gravitats. Masė proporcinga inertiškai. Skaičiavimas m I. ir. \\ T m G. Tiesiog sutampa, suraskite konkrečią konstantos skaitinę vertę. G..

Inertinių ir gravitats proporcingumas. Įvairių gamtos kūnų masės buvo mokslinių tyrimų objektas Weng eksperimentuose. Fizika R. Evash (1922), Amer. Fizika R. Dickka (1964) ir sovietinė fizika V.B. Braginsky (1971). Jis tikrinamas aukšto tikslumo laboratorijoje (su klaida

Didelis šių eksperimentų tikslumas leidžia įvertinti įtaką įvairių tipų obligacijų energijos masei tarp kūno dalelių (žr.). Inertinių ir gravitats proporcingumas. Mišios reiškia, kad PIZ. Vidaus kūno sąveika vienodai dalyvauja kuriant inertines ir gravitats. masės.

Kalbant apie koordinačių sistemą, judančią su pagreitinimu a., visi palaidi kūnai įgyja tą patį pagreitį - a.. Dėl inertinių ir gravitatų lygybės. Masse, jie įgyja tą patį pagreitį, atsižvelgiant į inercijos koordinačių sistemą pagal sunkio įtaką. Laukai su įtampa g.=-a.. Štai kodėl galima teigti, kad pagal mechanikų įstatymus, homogenišką sunkumą. Laukas yra neatskiriamas nuo pagreičio lauko. Nehomogeniniais gravitatais. Lauko stiprumo pagreičio lauko kompensavimas yra nedelsiant neįmanoma atstumti. Tačiau lauko metodas gali būti kompensuojamas pagal specialiai pasirinktą koordinačių sistemą palei visą kūno kelią, kuris laisvai juda pagal T. veiksmą yra koordinačių sistema NAZ. Dažnai mažėja. Jis turi nesvarumo fenomeną.

Cosich judėjimas. Laivas (UES) T. žemėse gali būti laikoma incidento koordinatės sistemos judėjimu. Astronautų pagreitis ir visi daiktai ant laivo, palyginti su žeme, lygiai ir lygi laisvo kritimo pagreitinimui ir vieni kitiems beveik vienodai nuliui, todėl jie yra nesveriami.

Su nemokamu lašeliu inhomogeniniais gravitats. Lauko stiprumo pagreičio laukas negali būti plačiai paplitęs, nes kaimyninių laisvųjų dalelių pagreitinimas nėra lygiai tas pats, i.e. Dalelės turi santykinį pagreitį. Cosich. Laivo santykiniai pagreičiai yra praktiškai nepastebimi, nes dydį jie sudaro cm / c 2, kur r. - atstumas nuo laivo iki žemės centro, - masinės žemės, x. - Laivų dydis. Šie pagreičiai gali būti apleisti ir apsilankyti gravitats. Žemės laukas atstumu r. Nuo savo centro homogeniško tūrio su būdingu dydžiu x.. Bet kokiu konkrečiu erdvės tūriu, gravitats heterogeniškumu. Laukai gali būti nustatyta pakankamai aukšto tikslumo stebėjimais, tačiau bet kokiu konkrečiu stebėjimų tikslumu galite nurodyti erdvės tūrį, lauke atrodys homogeniškas romanui.

Santykiniai pagreičiai rodo save, pavyzdžiui, žemėje vandenyno potvynių pavidalu. Stiprumas, su mėnulio spiečius pritraukia žemę, skirtingais skirtinguose žemės taškuose. Artimiausios vandens paviršiaus dalys yra stipresnės į mėnulį nei žemės sunkio centras, ir jis, savo ruožtu, yra stipresnis už atokiausių vandenyno dalis. Išilgai linijos, jungiančios mėnulį ir žemę, santykiniai pagreičiai yra nukreipti nuo žemės centro ir ortogoninės kryptimis - į centrą. Todėl žemės vandeninė membrana yra deformuota taip, kad jis būtų ištrauktas į elipsoidą išilgai Mėnulio linijos. Dėl žemės sukimosi, potvynių kalvos yra du kartus per dieną, valcuoti ant vandenyno paviršiaus. Panašus, tačiau mažesnis potvynio deformacijai sukelia sunkio heterogeniškumas. Saulės laukai.

A. Einšteinas, pagrįstas homogeninių laukų lygiavertiškumu, T. ir pagreitintomis koordinačių sistemomis mechanikoje, pasiūlė, kad toks lygiavertiškumas taikomas visai visai PIZ išimtimi. reiškiniai. Šis postulatas vadinamas lygiavertiškumo principu: visi fiziniai procesai eina lygiai vienodai (tomis pačiomis sąlygomis) inercinės nuorodos sistemoje, esančioje homogeniniame gravitaciniame lauke, o referencinėje sistemoje palaipsniui juda pagreitį, nesant gravitats. Laukai. Lygiavertiškumo principas atliko svarbų vaidmenį statant Einšteino teoriją T.

4. Relivioškos mechanikos ir lauko teorijos

Studijavimas El.-mag. Phenomena M. Faraday ir D. Maxwell antroje XIX a. Pusėje. sukūrė El. -aus teorijos kūrimą. Laukai. Šios teorijos išvados buvo patvirtintos eksperimentiškai. "Maxwell" Unia yra ne invariancija su Galilėjos transformacijų, bet invariantus su Lorentz transformacijų, t.y. Elektromagnetizmo įstatymai vienodai suformuluoti visose inercinėse koordinačių sistemose, susijusiose su Lorentz transformacijomis.

Jei inercinės koordinačių sistema x ", y, z", t " Juda, palyginti su inercine koordinačių sistema x, y, z, t su pastoviu greičiu v. Ašies kryptimi x."Lorentz" transformuoja turi formą:
y "\u003d y, z" \u003d z, .
Mažais greičiais () ir nariams aplaidumas ( v / C.) 2 I. vX / C. 2 Šios transformacijos vyksta į Galilėją transformuoti.

Logika. Prieštaravimų analizė, atsirandanti palyginti su El.-mag teorijos išvadomis. reiškiniai su klasikine. Erdvės ir laiko atstovybės, lėmė privačios (specialios) reliatyvumo teorijos kūrimą. Lemiamas žingsnis buvo A. Einšteinas (1905), Nyderlandų Fizikos Lorenzo ir Franz vaidino didžiulį vaidmenį savo statyboje. Matematika A. Poerar. Privatus reliatyvumo teorija reikalauja klasikinių idėjų peržiūrėjimo apie erdvę ir laiką. Klasikoje. Fizikos laikas tarp dviejų įvykių (pvz., Tarp dviejų šviesos spindulių), taip pat įvykių simultaniškumo sąvoka, turi absoliutų prasmę. Jie nepriklauso nuo stebėtojo judėjimo. Privačioje reliatyvumo teorijoje tai nėra: sprendimai dėl laiko intervalų tarp įvykių ir ilgio segmentų priklauso nuo stebėtojo judėjimo (su juo susijusios koordinavimo sistemos). Šios vertės yra santykinės apie tą pačią prasmę, kurioje giminaitis priklauso nuo stebėtojų vietos, Yavl. Jų sprendimai dėl kampo, po ratlankiu jie mato tą pačią porą elementų. Invariant, absoliuti, nepriklausoma koordinačių sistema, Yavl. Tik 4 dimensijos intervalas dS. tarp įvykių, įskaitant laikotarpį dT.ir atstumo elementas tarp jų:
dS. 2 =c. 2 dT. 2 -dX. 2 -dy. 2 -dz. 2 . (3)
Perėjimas nuo vienos inercinės sistemos į kitą, išsaugant dS. 2 nepakeista, atliekama tik pagal Lorentz transformacijas.

Invartijonas dS. 2 reiškia, kad erdvė ir laikas yra sujungtos į vieną 4 dimensijų pasaulį - erdvės laiką. Išraiška (3) taip pat gali būti parašyta kaip:
, (4)
kai indeksai ir vertės 0, 1, 2, 3 ir suvestine yra atliekama jų, x. 0 =ct., x. 1 =x., x. 2 =y., x. 3 =z., likusios vertės yra nulinės. Vertybių rinkinys vadinamas plokščios erdvės ar Minšės pasaulio metriniu teptu [bendroje reliatyvumo teorijoje (OTO) buvo parodyta, kad erdvės laikas turi kreivumą, žr. Žemiau].

Kalbant apie "metrinį TENSOR", žodis "metrinis" rodo šių verčių vaidmenį nustatant atstumus ir laikotarpius. Apskritai, metrika. TENSOR yra tenkanti dešimties funkcijų, priklausančių nuo x. 0 , x. 1 , x. 2 , x. 3 pasirinktoje koordinačių sistemoje. Metrika. TENSOR (arba tik metrika) leidžia nustatyti atstumą ir laikotarpį tarp įvykių, esančių.

Specialistas. Reliatyvumo teorija nustato ribotą materialinių įstaigų greitį ir apskritai sąveikos plitimą. Šis greitis sutampa su šviesos greičiu vakuume. Kartu su idėjų pokyčiais apie ypatingo erdvės ir laiko. Reliatyvumo teorija išaiškino masės sąvoką, impulsą, jėgą. Reliatyvio mechanikoje, t.y. Mechanikoje, invariantas, palyginti su Lorentz transformacijomis, inertinis kūno svoris priklauso nuo greičio: kur m. 0 - kūnas. Kūno energija ir jo impulsas sujungiamas į 4 komponentų impulsų energetikos vektorių. Už nuolatinę terpę galima įvesti energijos tankį, impulsų tankį ir impulsų srauto tankį. Šios vertės yra sujungtos į 10 komponentų vertę - energijos impulsų TENSOR. Visi komponentai atliekami bendrą transformaciją, kai perjungiama iš vienos koordinačių sistemos į kitą. "El.-mag" teorija. Laukai (elektrodinamika) yra gerokai turtingesnė elektrostatinė, tik tik lėtai mokesčiai už mokesčius. Elektrodinamikoje yra elektrinių asociacija. ir magnetiniai laukai. Apskaita galutinio greičio pokyčių spektro srityje ir uždelsimo sąveikos perdavimo veda prie El.-mag sąvoka. Bangos, iki rugių vežti energiją iš išmetamųjų sistemos.

Be to, reliatyvistinė teorija T. pasirodė esąs sudėtingesnis Niutonas. Gravitats. Perkeliamojo kūno laukas turi netoliese esančią st.-in, panašų į C-Y-MAnn. Judančio įkrauto kūno laukai elektrodinamikoje. Gravitats. Laukas dideliu atstumu nuo įstaigų priklauso nuo kūno padėties ir judėjimo praeityje, nuo sunkumo. Laukas taikomas galutiniam greičiui. Tai tampa galimi spinduliuotė ir gravitacijos plitimas. Bangos (žr.). Relativeistinė T. teorija, kaip buvo įmanoma prisiimti, pasirodė esąs netiesinis.

5. Erdvės laiko kreivumas

Remiantis lygiavertiškumo principu, nėra jokių pastabų, naudojant bet kokius gamtos įstatymus, neįmanoma atskirti homogeniško T. lauko pagreitį, pagreitinti judančią koordinatės sistemą. Homogeniniais gravitatais. Lauką galima pasiekti nuliniu pagreitėjimu visose dalelėse, esančiose šioje erdvėje, jei mes manome, kad jie yra koordinačių sistemoje, sklandžiai susilieja su dalelėmis. Tokia koordinatės sistema yra psichiškai laboratorija su kietomis sienomis ir valandomis. Priešingu atveju, byla yra nevienalytė gravitacija. Laukas, iš eilės, gretimos laisvos dalelės turi santykinius pagreitinimus. Jie judės su pagreitinimu, nors ir maža, palyginti su laboratoriniu centru (koordinatės sistemos), ir tokia koordinatės sistema turėtų būti pripažinta tik vietoje inertiškai. Galima perskaityti inercinę koordinačių sistemą tik toje vietovėje, kurioje leidžiama apleisti santykinius dalelių pagreitį. Todėl nehomogeniniame gravitacijoje. Laukas tik nedidelėje erdvės vietoje ir ribotam tikslumui gali būti laikomas plokščiu ir naudojimu F-LOI (3), kad būtų galima nustatyti intervalą tarp įvykių.

Nesugebėjimas įvesti inercinės koordinačių sistemos nehomogeniniame gravitats. Lauke visos įsivaizduojamos koordinačių sistemos daugiau ar mažiau lygus. Unijos gravitats. Laukai turi būti registruojami taip, kad jie būtų teisingi visose koordinačių sistemose, nesuteikiant nuostatų į K.l. jų. Taigi nurodomas T. - bendros reliatyvumo teorijos teorijos pavadinimas.

Gravitats. Laukai, kondicionieriai realiems kūnams, pvz., Saulė ar žemė, visada yra nehomogeninės. Jie vadinami teisingais arba neatsparus laukais. Tokios gravitats. Lauke nėra vietos inercinės koordinatės sistemos gali būti paskirstyta visai erdvėje. Tai reiškia, kad intervalas dS. 2 negali būti skiriamas protui (3) visame erdviniame laikiname kontinuume, t.y. Erdvės laikas negali būti plokščias. Einšteinas atėjo į radikalią idėją, kad būtų galima nustatyti nehomogeninį sunkumą. Laukai nuo kreivumo vietos laiko. Iš šių pozicijų gravitats. Bet kurio kūno laukas gali būti vertinamas kaip šios vietos erdvės geometrijos iškraipymas.

Matematikos pagrindai. N.I darbuose buvo padengtas erdvės geometrijos aparatas su kreiviu (ne vaikų geometrija). Lobachevsky, Weng. Matematika Ya. Boyai. Matematikai K. Gauss ir Riemann. Ne vaiko geometrijoje išlenktas erdvės laikas pasižymi metriku. TENSOR, priklausantis invariantinio intervalo išraiška:
, (5)
Ypatingas šios Yavl išraiškos atvejis. F-la (4). Turėdami F-QII rinkinį, galite išspręsti tokių koordinačių transformacijų egzistavimo klausimą, kuris verčia (5) (3), t.y. Būtų galima patikrinti, ar erdvė yra lygi. Norimos transformacijos atliekamos tada ir tik tada, kai kai kurie tenzorius, sudarytas iš F-QII, jų pirmųjų darinių ir antrųjų išvestinių finansinių priemonių kvadratai yra nulis. Šis tenzorius vadinamas kreivio įtempikliu. Apskritai, tai natūraliai ne nulis.

Vertybių rinkinys naudojamas invariantui, nepriklausomai koordinačių sistemai, Geometrich aprašymams. Sv-Lankytuvo erdvėje. Su fizine Kreivio įtempimo požiūriu, išreiškiant antrąsias darinius iš gravitats. Potencialai, apibūdina potvynių pagreičius inhomogeniniame gravitacijoje. laukas.

Kreivumo tenzorius yra matmenų dydis, jo matmuo yra nugaros ilgio kvadratas. Kurba kiekviename taško taške atitinka būdingus ilgius - kreivumo spinduliai. Mažame erdvės laiko regione, aplink šį tašką, išlenktas erdvės laikas yra nesiskiria nuo plokščios nusileidimo iki mažų narių, kur l. - būdingas ploto dydis. Šia prasme pasaulio kreivumas turi tokį patį nei tas pats, kuris tarkim, ir pasaulio kreivumas: mažose vietose tai yra nereikšminga. Šiuo metu kreivumo tenzorius negali būti "sunaikintas" bet kokiomis koordinačių transformacijomis. Tačiau tam tikroje koordinačių sistemoje ir su iš anksto nustatytu tikslumu, T. laukas mažoje erdvės erdvėje gali būti laikoma trūksta. Šioje srityje visi fizikos įstatymai įgyja tą formą, K-Paradium, atitinkantį specialų. Reliatyvumo teorija. Tai yra lygiavertiškumo principas, grindžiamas T. T. ".

Metrika. Space-Time Tensor, ypač pasaulio kreivumas, yra prieinami eksperimentinei apibrėžimui. Norint įrodyti pasaulio kreivumą, būtina turėti nedidelį "tobulą" skalę ir su juo, kad matuotumėte atstumą tarp pakankamai nuotolinių paviršiaus taškų. Išmatuotų atstumų palyginimas parodys skirtumą tarp tikrosios geometrijos nuo euklido. Panašiai erdvės laiko geometrija gali būti nustatyta pagal matavimus, atliktus naudojant "idealias" linijas ir valandas. Tai natūralu prisiimti, po Einšteino, kad SV-Va mažo "idealus" atomas nepriklauso nuo to, kokio pasaulio taško jis yra dedamas. Todėl, pavyzdžiui, gaminant, pavyzdžiui, matuoti dažnio pamainą (apibrėžiant gravitats. Raudonasis pamainas), iš esmės galima nustatyti metriką. Tensoro erdvė ir jo kreivumas.

6. EKSTEIN lygtys

Apibendrinant kreivumo įtemptą su metrika. TENSOR galite sudaryti simetrišką TENSOR K-Paradiume yra tie patys sudedamosios dalys kaip materijos pulso energija, K-Paradium yra gravitacijos šaltinis. Laukai.

Einšteinas pasiūlė, kad gravitacijos ultragarsas turėtų užmegzti ryšį tarp ir. Be to, jis atsižvelgė į tai, kad gravitats. Lauką turi atlikti su tęstinumo šlapimu tokiu pačiu būdu, kaip ir dabartinis srovės tęstinumas elektrodinamikoje. Tokie URMS atliekami automatiškai, jei gravitacijos Ursence. Laukai Rašykite taip:
. (6)
Tai yra Einšteino urnai, kuriuos jis gauna 1916 m. Šie URMS taip pat teka iš veislių. Principas, kuris savarankiškai parodė. Matematika D. Hilbert.

Einšteino urniya išreiškia ryšį tarp medžiagos pasiskirstymo ir judėjimo, ir geometricho. Jūs turite vietos laiko - kita.

Kairiojoje dalyje (6) kairiajame dalimi yra įtvirtintos įtampos, apibūdinančios erdvės laiko geometriją, ir dešinėje - energijos impulsų energijos įtempimo komponentai, apibūdinantys fizinį. SV-VA medžiagos ir laukai (gravitacijos laukų šaltiniai). Vertės yra ne tik f-rasti, apibūdinant gravitacinį lauką, bet tuo pačiu metu, metrinio Tensor erdvės laiko komponentai.

Einšteinas rašė, kad būtų "didžiausia jo darbų dalis (ypatinga. Reliatyvumo teorija, kvantinė šviesos pobūdis) nuėjo su dabartinėmis jų laiko problemomis. Jie būtų buvę kiti mokslininkai, kurių vėluojama ne daugiau Jei šie darbai nepadarė. Dėl Oto Einšteino, padarė išimtį ir rašė, kad reliatyvistinė T., galbūt būtų atidėta 50 metų. Ši prognozė buvo iš esmės pagrįsta, nes tai buvo iš esmės pagrįsta 60s 20 šimtmečius. lauko teorijos ir kito pridedamo požiūrio į netiesinę teoriją T. metodai, energingi nuo lauko koncepcijos, nurodytos vienodo klojinio erdvėje. Buvo įrodyta, kad šis kelias veda į tuos pačius šlapimus, Einšteiną atvyko į geometrich pagrindu. Interpretacijos T.

Ji bus skirta pabrėžti, kad jis yra astronomijos ir kosmologijų, kad yra klausimų, kuriuose Geometrich. Kreiptis į yavl. Pageidautina. Pavyzdžiui, galite nurodyti kosmologinius. Erdvinio uždarojo visatos teorija, taip pat teorija. Todėl Einšteino teorija, pagrįsta Geometrichu. Sąvokos visiškai išlaiko savo prasmę.

Geometriche. Aiškinimo judėjimas Medžiagos taško gravitats. Laukas yra judėjimas palei 4 dimensijų trajektoriją - Geodesich. Erdvės laiko eilutės. Pasaulyje su kreivumu, geodeziniu. Linijoje apibendrinama tiesios linijos koncepcija euklido geometrijoje. Einšteino URMS esančios medžiagos judėjimas sumažinamas iki šlapimo Geodesich. Taškų korpusų linijos. Kūnai (dalelės), kurios negali būti laikomos tašku, nukrypsta nuo geodezijos. linijos ir potvynių jėgų patiria.

7. Silpni gravitaciniai laukai ir stebimas poveikis

Laukas T. labiausiai astronomija. Yavl objektai. silpnas. Pavyzdys yra gravitats. Žemės laukas. Kad organizmas amžinai paliko žemę, tai turėtų būti suteikta 11,2 km / s greitis žemės paviršiuje, t.y. Greitis, mažas, palyginti su šviesos greičiu. Kitaip tariant, gravitats. Žemės potencialas yra mažas, palyginti su šviesos greičio kvadratu, kaip ir kiemas. Sunkio silpnumo kriterijus. Laukai.

Silpnos srities požiūriu, Niutono teorijos ir mechanikos įstatymai nuo ur. Poveikis iš OTO tokiomis sąlygomis yra tik nedideli pakeitimai.

Paprasčiausias poveikis, nors ir sunku stebėjimams, Yavl. Lėtėja laiko srautą gravitats. Laukas arba dažniau formuluotė, šviesos perjungimo poveikis. Jei šviesos signalas yra laimingas, išskiriamas į gravitats vertę. Potencialu ir priimta su dažnumu tašku, su galimos vertės (kur yra lygiai tas pats inteligencer palyginti dažnį), tada turėtų būti atliktas lygybė. Gravitats poveikis. Šviesos dažnio šalinimas prognozavo Einšteino atgal į 1911 m., Remiantis fotono energijos išsaugojimo įstatymu gravitatais. laukas. Ji yra patikimai įrengta žvaigždžių spektrai, matuojamas 1% tikslumu laboratorijoje ir tiksliai prieš Cosich. skrydis. Tiksliausiu eksperimentu buvo naudojamas vandenilio-moman dažnio standartas, kuris buvo įdiegtas Cosich. Raketas, pakyla iki 10 tūkst. Km aukščio. Kitas pats standartas buvo įdiegtas žemėje. Jų dažnių palyginimas buvo pagamintas skirtingais aukščiais. Rezultatai patvirtino numatomą dažnių pokyčius.

Kai einate šalia El. -aus kūno. Signalas patiria reliatyvį laiką pasiskirstymo metu. Jo fiziškai. Gamta Šis poveikis yra panašus į ankstesnį. Pagal planetų spinduliavimą ir ypač tarpplanetinę erdvę. Laivai, vėlavimo efektas sutampa su apskaičiuota vertė 0,1% (žr.).

Svarbiausia tikrinant nuo "Oto Yavl". Pasukite kūno orbitą, susisiekite su pagrindiniu centru (jis taip pat vadinamas perihelium poslinkio poveikiu). Šis efektas leidžia nustatyti netiesinį reliatyvio grūdų pobūdį. Laukai. Pasak Niutono dangaus mechanikos, planetų judėjimas aplink saulę apibūdina elipsės uralu: kur p \u003d A.(1-e. 2) - orbitos parametras, a. - didelė pusė, e. - ekscentriškumas (žr.). Atsižvelgiant į reliatyvistinius pakeitimus, trajektorija turi formą:
.
Kiekvienai planetos apyvartoje aplink saulę yra didelė jos elipsės ašis. Orbitai pasukite judėjimo kryptimi kampu. Dėl gyvsidabrio, reliatyvistinis rotacijos kampas yra amžiuje. Tai, kad sukimosi kampas kaupiasi laikui bėgant, palengvina šio poveikio stebėjimo galimybę. Vienu posūkiu, didelės orbitos ašies sukimosi kampas yra toks nereikšmingas ~ 0,1 ", kad jo aptikimas yra labai sudėtingas nuo šviesos sijų kreivio saulės sistemoje. Nepaisant to, radaro duomenys patvirtina perihelium reliatyvįjį poveikį perihelium perihelium su 1% tikslumu.

NAZ poveikis. Klasikinis. Galimas OTO bandymas ir kitos prognozės (pvz., Giroskopo ašies pretenzijos) silpnoje gravitacijoje. Saulės sistemos laukas. Reliatyvinis poveikis naudojamas ne tik teorijai patikrinti, bet ir paaiškinti astrofizinius parametrus, pavyzdžiui, nustatyti dvigubų žvaigždžių komponentų masę. Taigi, dviguboje sistemoje, įskaitant PSR 1913 + 16, pastebimas perihelium poveikis, kuris leido nustatyti bendrą sistemos komponentų masę su 1% tikslumu.

8. Bendravimas ir kvantinė fizika

Einšteino lygtys apima klasikinį sunkumą. Laukas, kuriam būdingas metrinių komponentų. TENSOR ir energijos impulsų energijos energija. Apibūdinti įstaigų judėjimą, kaip taisyklė kvantinę pobūdį nėra svarbi. Taip yra todėl, kad jie paprastai susiduria su gravitats. Makroskopinio sąveika. kūnai, sudaryti iš daugelio atomų ir molekulių. Šių įstaigų judėjimo kvantinis mechaninis aprašymas yra beveik neatskiriamas nuo klasikinio. Mokslas dar neturi eksperimentinių duomenų apie gravitats. Sąveika sąlygomis, kai kvantinės SV-VA dalelės sąveikauja su gravitats tampa būtini. Laukas ir pats sunkumo kvantinis sv-va. Laukai.

Kvantiniai procesai, susiję su gravitatais. Laukai yra svarbūs erdvėje (žr.,) Ir, galbūt, taip pat bus galima mokytis ir laboratorinėmis sąlygomis. T. teorijos suvienijimas su kvantinės teorija yra viena iš svarbiausių fizikos uždavinių, į K-Roy tirpalą jau prasidėjo.

Įprastomis sąlygomis, gravitats įtaka. Kvantinių sistemų laukai yra labai nedaug. Inicijuoti atomą ex. Gravitats. Lauke, santykinis pagreitis, sukurtas pagal sunkumą. Laukas, esant "vandenilio atomo spinduliui" cm ir lygus, turėtų būti panaši į pagreitį, atomo elektroną juda su k-ruy. (Čia - gravitacijos kreivumo spindulys. Žemės laukai, lygūs: Žr.) Gravitats. Žemės laukas su 10 19 rezervu nėra įvykdytas, todėl atomai žemiškoms sąlygoms pagal gravitacijos veiksmą nėra susijaudinami ir energingi poslinkiai nėra patirti. lygiai.

Nepaisant to, kai kuriomis sąlygomis, perėjimų tikimybė kvantinę sistemą pagal gravitats veiksmą. Laukai gali būti pastebimi. Šiuo principu yra tam tikras OWC. prielaidos dėl gravitatų aptikimo. bangos.

Specialiai sukurtoje (makroskopinės) kvantinės sistemos, perėjimas tarp gretimų kvantinių lygių gali atsirasti net ir labai silpno pakaitinio gravitatų srityje. Bangos. Tokios sistemos pavyzdys gali tarnauti El.-Magn. Laukas ertmėje su gerai atspindinčiomis sienomis. Jei iš pradžių sistemoje buvo N. Lauko kvantiniai (fotonai) (), tada pagal gravitats įtaką. bangos jų skaičius su pastebimu tikimybe gali pasikeisti ir lygūs N.+2 Or N.-2. Kitaip tariant, yra galimi sengetiniai perėjimai. jie iš esmės yra aptikimo.

Intensyvių gravitats vaidmuo yra ypač svarbus. Laukai. Tokie laukai tikriausiai egzistavo visatos plėtros pradžioje, netoli Cosologo. Išskirtinumas ir gali pasireikšti gravitats etapuose. Žlugimas. Didelis šių sričių intensyvumas pasireiškia tuo, kad jie gali atlikti pastebėtą poveikį (dalelių porų gimimą) net ir atomų, tikrų dalelių ar fotonų nebuvimo. Šie laukai turi veiksmingą poveikį fiziniam. Vakuumas - Phys. Laukai žemiausios energijos būklės. Vakuume, dėka kiekybinių laukų svyravimų, vadinamasis nuolat pasireiškia ir išnyksta. Virtualūs, tikrai nepastebi dalelės. Jei intensyvumas yra išorinis. Gravitats. Laukai yra tokie dideli, kad atstumai charakteristika kvantinių laukų ir dalelių, jis gali gaminti darbą, pranašesnis už dalelių pora energiją, tada gali atsirasti dalelių pora rezultatas - jų transformacija iš virtualios poros į tikrą. Šio proceso sąlyga turėtų būti palyginamumas nuo kreivio, apibūdinančio gravitacijos intensyvumą, palyginamumas. Laukai, su compaton bangos ilgiu, palyginti su dalelėmis su poilsio mase m.. Panaši būklė turi būti atliekama be masės dalelių, kad gimimo procesas apie kvantų pora su energija yra įmanoma. Minėta pirmiau, ertmės, kurioje yra el.-Magn, pavyzdys. Šiame procese šis procesas yra panašus į perėjimą su tikimybe panaši į vieną, nuo vakuumo būsenos N.\u003d 0 į būseną, apibūdinančią du kvantus, N \u003d 2.. Paprastų gravitats. Laukai Tokių procesų tikimybė yra nereikšminga. Tačiau erdvėje jie gali sukelti dalelių gimimą labai ankstyvoje visatoje, taip pat vadinamuoju. "Quantum" mažos masės skylės "garavimas" (pagal) veikia anglų kalba. Mokslininkas S. Hawking).

Intensyvus sunkumas. Laukai, galinti žymiai paveikti nulinius kitų svyravimus. Piz. Laukai turėtų būti vienodai efektyviai paveikti savo nulinio svyravimų. Jei įmanoma "QuantA Fiz" gimimo procesas. Laukai, tuomet su tuo pačiu tikimybe (ir kai kuriais atvejais su dar didesniu tikimybe) turi būti įmanoma pats kvantų gravitats gimimo procesas. Laukai. Griežtas ir išsamus tokių procesų svarstymas yra įmanomas tik remiantis T. Tokia teorija dar nebuvo sukurta. Taikymas į sunkumą. Tų pačių idėjų ir metodų, kurie lėmė sėkmingą statybos kvantinę elektrodinamiką, laukas, skatinant rimtus sunkumus. Dabar dar nėra aišku, kaip būdai bus kvantinės teorijos plėtra T. neabejotinai vienas - svarbiausias būdas patikrinti tokias teorijas bus ieškoma prognozuojama teorija reiškinių erdvėje.

Apibrėžimas

I. Newton atidarytos Pasaulio bendruomenės įstatymas:

Du kūnai vienas su kitu traukia, tiesiogiai proporcingas produktui ir atvirkščiai proporcingas atstumo tarp jų:

Pasaulio įstatymo aprašymas

Koeficientas yra gravitacinė konstanta. SI sistemoje, gravitaciniai nuolatiniai klausimai:

Šis pastovus, kaip galima pamatyti, yra labai mažas, todėl pajėgos tarp kūnų, turinčių mažų masių, taip pat yra mažos ir praktiškai ne jaučiamos. Tačiau kosminių kūnų judėjimas visiškai nustatomas pagal sunkumą. Global arba, kitaip tariant, gravitacinė sąveika paaiškina, ką žemė ir planetos "laikosi" "ir kodėl jie juda aplink saulę pagal tam tikras trajektorijas, ir jie nesiskundžia nuo jo. Pasaulinio gravitacijos įstatymas leidžia jums nustatyti daugelio dangaus kūnų savybes - planetų, žvaigždžių, galaktikų ir net juodųjų skylių masę. Šis įstatymas leidžia apskaičiuoti planetų orbitą ir sukurti matematinį visatos modelį.

Pasibaigus pasauliui, taip pat galite apskaičiuoti kosminius greičius. Pavyzdžiui, minimalus greitis, kai organizmas juda horizontaliai virš žemės, nėra nukrito ant jo, ir judės palei apvalią orbitą - 7.9 km / s (pirmasis kosminis greitis). Norint palikti žemę, t.y. Norėdami įveikti savo gravitacinį pritraukimą, kūnas turi būti 11,2 km / s greičio (antrasis kosminis greitis).

Gravitacija yra vienas nuostabiausių gamtos reiškinių. Nesant gravitacijos jėgų, visatos egzistavimas būtų neįmanomas, visata negalėjo net kilti. Gravitacija yra atsakinga už daugelį visatos procesų - jos gimimo, užsakymo buvimas vietoj chaoso. Gravitacijos pobūdis vis dar nėra net pakankamai. Iki šiol niekas negalėjo sukurti padoraus mechanizmo ir gravitacinės sąveikos modelio.

Gravitacija

Speciali proga gravitacinių jėgų pasireiškimas yra gravitacijos galia.

Gravitacijos stiprumas visada nukreipiamas vertikaliai (link Žemės centro).

Jei kūnas veikia ant kūno, kūnas daro. Motion tipas priklauso nuo pradinio greičio krypties ir modulio.

Su gravitacijos veikimu, mes susiduriame kiekvieną dieną. Po kurio laiko paaiškėja žemėje. Iš rankų išleista knyga nukrenta. Perduodant asmenį ne skristi į atvirą erdvę, tačiau ji nukrenta iki žemės.

Atsižvelgiant į laisvą lašą organizme šalia žemės paviršiaus kaip šio kūno gravitacinės sąveikos su žeme, galite rašyti:

kur paspartinti laisvą rudenį:

Laisvo kritimo pagreitis nepriklauso nuo kūno svorio ir priklauso nuo kūno aukščio virš žemės. Globe yra šiek tiek suplotas po polių, todėl kūnai, esantys netoli polių, yra šiek tiek arčiau žemės centro. Šiuo atžvilgiu laisvos kritimo pagreitis priklauso nuo vietovės platumos: tai šiek tiek daugiau ant poliaus nei pusiaujo ir kitų platumos (prie pusiaujo m / c, ant šiaurės ašigalio, pusiaujo m / s.

Ta pati formulė leidžia jums rasti laisvos kritimo pagreitį ant bet kokios planetos svėrimo ir spindulio paviršiaus.

Pavyzdžiai sprendžiant problemas

1 pavyzdys (užduotis apie "svėrimo" žemę)

Užduotis	Žemės km spindulys, pagreitina laisvą kritimą ant planetos m / s paviršiaus. Naudodamiesi šiais duomenimis, įvertinkite apytikslę žemės masę.
Sprendimas Šis sprendimas	Laisvo kritimo pagreitis prie žemės paviršiaus: iš kur žemės masė: System Si spinduliu m. Pakeitus formulės skaitmenines fizinių kiekių vertes, mes įvertiname žemės masę:
Atsakymas	Žemės masė kg.

2 pavyzdys.

Užduotis	Žemės palydovas juda išilgai apskrito orbitos 1000 km aukštyje nuo žemės paviršiaus. Kaip greitai yra palydovinis judėjimas? Kokiu laiku palydovas bus vienas pilnas aplink žemę?
Sprendimas Šis sprendimas	Pasak, jėga, veikianti palydovui nuo žemės, yra lygi palydovo masės su pagreitinimu, su kuriuo jis juda: Žemės ant palydovo dalis, gravitacinio pritraukimo stiprumas galioja, kuris, pasak pasaulio pasaulio, yra lygus: kur ir palydovo ir žemės masės, atitinkamai. Kadangi palydovas yra tam tikru aukštyje virš žemės paviršiaus, atstumas nuo jo iki žemės centro: kur žemės spindulys.

Kūno judėjimas pagal gravitacijos veiksmus yra viena iš centrinių temų dinaminio fizikos. Dinamikos skyrius grindžiamas trys žino net įprastą moksleivį. Pabandykime išsamiai išardyti šią temą ir straipsnį, išsamiai apibūdinantį kiekvieną pavyzdį, padės mums mokytis kūno judėjimui pagal gravitacijos veiksmus, kaip įmanoma.

Šiek tiek istorijos

Žmonės su smalsumu stebėjo įvairius reiškinius, įvykusius mūsų gyvenime. Ilgą laiką žmonija negalėjo suprasti daugelio sistemų principų ir prietaiso, tačiau ilgas kelias studijuoti aplinkinį pasaulį atnešė savo protėvius į mokslinį perversmą. Šiandien, kai technologijos vystosi su neįtikėtinu greičiu, žmonės beveik nemano, kaip tie ar kiti mechanizmai veikia.

Tuo tarpu mūsų protėviai visada domisi gamtinių procesų ir pasaulio prietaiso maistuvais, jie ieškojo atsakymų į sunkiausius klausimus ir nesibaigė studijuoti, kol jie nerado atsakymų. Taigi, pavyzdžiui, garsus mokslininkas Galileo Galiley atgal į 16 amžiuje paklausė: "Kodėl kūnai visada nukrito, kokia galia pritraukia juos į žemę?" 1589 m. Jis nustatė keletą eksperimentų, kurių rezultatai buvo labai vertingi. Jis išsamiai studijavo laisvo įvairių kūnų kritimo modelius, nuleidžiant daiktus su garsiuoju bokštu Pizos mieste. Įstatymai, kuriuos jis atnešė buvo patobulinta ir išsamiau aprašyta kitos žinomos anglų mokslininkas - Sir Isaac Niutonas. Jis yra tas, kuris valdo tris įstatymus, dėl kurių yra beveik visa šiuolaikinė fizika.

Tai, kad daugiau nei 500 metų, aprašyta daugiau nei 500 metų, modeliai yra susiję su šia diena, reiškia, kad mūsų planetoje yra nuolatiniai įstatymai. Šiuolaikinis žmogus turi bent jau paviršutiniškai išnagrinėti pagrindinius pasaulio išdėstymo principus.

Pagrindinės ir pagalbinės garsiakalbių sąvokos

Siekiant visiškai suprasti tokio judėjimo principus, pirmiausia turėtumėte susipažinti su kai kuriomis sąvokomis. Taigi, labiausiai reikalingos teorinės sąlygos:

• Sąveika yra vieni kitiems organų poveikis, kuriame įvyksta pakeitimas arba jų judėjimo pradžia. Yra keturių rūšių sąveika: elektromagnetiniai, silpni, stiprūs ir gravitaciniai.
• Greitis yra fizinė vertė, nurodanti greitį, su kuriuo kūnas juda. Greitis yra vektorius, tai yra ne tik vertė, bet ir kryptis.
• Pagreitis yra vertė, kuri mums parodoma kūno greičio greitis per tam tikrą laikotarpį. Taip pat
• Kelio trajektorija yra kreivė, o kartais yra tiesia linija, kuri nukreipia kūną. Su vienodu tiesiniu judesiu, trajektorija gali sutapti su judėjimo verte.
• Kelias yra trajektorijos ilgis, ty lygiai taip pat, kiek organizmas praėjo tam tikrą laiką.
• Inercinė atskaitos sistema yra terpė, kurioje atliekamas pirmasis Newton įstatymas, tai yra, organizmas palaiko savo inerciją, su sąlyga, kad visos išorinės jėgos yra visiškai nedalyvaujančios.

Pirmiau minėtos sąvokos yra pakankamos, kad būtų galima teisingai piešti arba pateikti galvoje, modeliuojant kūno judėjimą pagal gravitacijos veikimą.

Ką reiškia jėga?

Eikime į pagrindinę mūsų temos koncepciją. Taigi, jėga yra dydis, kurio reikšmė yra vienos kūno poveikis ar įtaka kitam kiekybiškai. Ir gravitacijos galia yra galia, kuri veikia absoliučiai kiekvienai kūnui, esančiam ant paviršiaus ar šalia mūsų planetos. Kyla klausimas: kur kilo ši pati galia? Atsakymas slypi pasaulinio sunkumo įstatyme.

Kas yra gravitacijos galia?

Bet kuriam kūnui nuo žemės, gravitacijos jėgos įtaka, kuri pasakoja jam tam tikrą pagreitį. Gravitacijos stiprumas visada turi vertikalią kryptį iki planetos centro. Kitaip tariant, gravitacijos stiprumas pritraukia objektus į žemę, todėl daiktai visada nukrenta. Pasirodo, kad gravitacijos stiprumas yra ypatingas pasaulio stiprumo atvejis. Newton atnešė vieną iš pagrindinių formulių, kad surastų dviejų kūnų jėgos patrauklumą. Tokiu būdu atrodo: F \u003d G * (M 1 x m 2) / R2.

Kas yra laisvo kritimo pagreitis?

Kūnas, kuris buvo išleistas iš tam tikro aukščio, visada skrenda pagal traukos jėgos veikimą. Kūno judėjimas pagal gravitacijos veikimą vertikaliai aukštyn ir žemyn gali būti apibūdinami lygtys, kuriose pagrindinis pastovumas bus pagreičio "G" vertė. Ši vertė yra mokama tik pagal traukos jėgos veikimą, o jo vertė yra maždaug 9,8 m / s 2. Pasirodo, kad kūnas, išmestas nuo aukščio be pradinio greičio, padidės "G" vienodo vertės pagreitinimui.

Kūno judėjimas pagal gravitacijos veiksmus: problemų sprendimo formules

Pagrindinė gravitacijos jėgos formulė atrodo taip: f Sunkumas \u003d m x g, kur m yra kūno svoris, galiojantis ir "g" - laisvo kritimo pagreitis (tai laikoma 10 m / s iki supaprastinti užduotis 2).

Yra keletas formulių, naudojamų tam tikram nežinomam kūnui rasti laisvo judėjimo. Taigi, pavyzdžiui, norint apskaičiuoti kūno nuvažiuotą kelią, būtina pakeisti žinomas vertes į šią formulę: s \u003d v 0 x t + a x t 2/2 (kelias yra lygus Pradinio greičio darbo kiekis, padaugintas iš laiko ir pagreičio į laiko kvadratą, suskirstytą į 2).

Vertikalaus kūno judėjimo lygtys

Kūno judėjimas pagal gravitacijos veiksmus vertikaliai gali būti apibūdinamas lygtis, kuri atrodo taip: x \u003d x 0 + v 0 x t + a x t 2 / 2. Naudojant šią išraišką, galite rasti kūno koordinates tam tikrą laiką. Būtina tiesiog pakeisti problemoje žinomus vertybes: pradinė vieta, pradinis greitis (jei kūnas yra ne tik išleistas ir stumiamas su kai kuriais jėga) ir pagreitį, mūsų atveju jis bus pagreitintas g.

Taip pat gali būti rastas kūno greitis, kuris juda pagal traukos jėgos veikimą. Sąvoka, kaip rasti nežinomą vertę bet kuriuo metu: V \u003d V 0 + GXT (pradinio greičio vertė gali būti nulis, tada greitis bus lygus, kad pagreitintų laisvą kritimą prie laiko vertės kūnas daro judėjimą).

Institucijų judėjimas pagal gravitacijos veiksmus: užduotys ir būdai juos išspręsti

Sprendžiant daugybę užduočių, susijusių su gravitacija, rekomenduojame taikyti šį planą:

1. Nustatykite sau patogią inercinę atskaitos sistemą, paprastai imamasi, kad būtų galima pasirinkti žemę, nes jis atitinka daug reikalavimų ISO.
2. Nupieškite nedidelį piešinį ar paveikslėlį, kuriame vaizduojamos pagrindinės jėgos, veikiančios organizme. Kūno judėjimas pagal gravitacijos veiksmą reiškia kontūrą arba diagramą, kuria organizmas juda, kai kryptis juda, jei pagreitis veikia lygus G.
3. Tada turėtumėte pasirinkti projektavimo pajėgų kryptį ir pagreitinimus.
4. Įrašykite nežinomas vertes ir nustatykite jų kryptį.
5. Galiausiai, naudojant pirmiau minėtas formules problemoms spręsti, apskaičiuoti visas nežinomas vertes, pakeičiant duomenis į lygtis rasti pagreitį ar keliaujamą kelią.

Paruošto sprendimas Lengvas uždavinys

Kai kalbama apie tokį reiškinį, kaip kūno judėjimas pagal veiksmus, kaip praktiškai išspręsti užduotį, tai gali būti sunku. Tačiau yra keletas gudrybių, naudojant tai, kad galite lengvai išspręsti net sunkiausią užduotį. Taigi, mes analizuosime gyvus pavyzdžius, kaip išspręsti šią užduotį. Pradėkime su lengva suprasti užduotį.

Kai kuri įstaiga buvo išleista nuo 20 m aukščio iki pradinio greičio. Nustatykite, kiek laiko jis pasiekia žemės paviršių.

Sprendimas: Mes žinome, keliaujant kūnui, yra žinoma, kad pradinis greitis buvo lygus 0. Mes taip pat galime nustatyti, kad tik sunkumo galia veikia ant kūno, paaiškėja, kad tai yra kūno judėjimas pagal sunkio veiksmą, todėl ši formulė turėtų būti naudojama: s \u003d v 0 x t + a x t 2/2. Kadangi mūsų atveju a \u003d g, tada po tam tikrų transformacijų gauname šią lygtį: s \u003d g x t 2 / 2. Dabar jis lieka tik išreikšti laiką per šią formulę, mes gauname, kad t 2 \u003d 2s / g. Mes pakeisdami žinomas vertes (mes tikime, kad G \u003d 10 m / s 2) t 2 \u003d 2 x 20/10 \u003d 4. Todėl t \u003d 2 s.

Taigi, mūsų atsakymas: kūnas sumažės į žemę per 2 sekundes.

Triukas, leidžiantis greitai išspręsti problemą, yra toks: Pažymėtina, kad aprašytas kūno judėjimas konkrečioje užduotyje atsiranda viena kryptimi (vertikaliai žemyn). Tai labai panaši į pusiausvyros judėjimą, nes nė viena jėga veikia ant kūno, išskyrus sunkumą (atsparumo oro galia yra nepaisoma). Dėl to galima naudoti šviesos formulę, kad surastumėte kelią su pusiausvyros judėjimu, brėžinių vaizdų sujungimu su jėgomis, veikiančiomis organizme.

Pavyzdys sprendžiant sudėtingesnę užduotį

Ir dabar pamatysime, kaip geriau išspręsti kūno judėjimo problemą pagal gravitacijos veiksmą, jei kūnas juda ne vertikaliai, bet turi sudėtingesnį judėjimo pobūdį.

Pavyzdžiui, ši užduotis. Kai objektas sveria m juda su nežinoma pagreičio žemyn ant linkę plokštumoje, trinties koeficientas, kuris yra k. Nustatykite pagreičio vertę, kuri yra prieinama, kai kūnas juda, jei yra žinomas polinkio kampas.

Sprendimas: turėtumėte naudoti aukščiau aprašytą planą. Visų pirma, atkreipkite į pasvirus plokštumos modelį su kūno vaizdu ir visomis ja veikiančiomis jėgomis. Pasirodo, kad yra trys komponentai: gravitacijos stiprumas, trintis ir palaikymo reakcijos stiprumas. Bendra lygčių pajėgų lygtis atrodo kaip: f frikcija + n + mg \u003d ma.

Pagrindinis užduoties akcentas yra polinkio būklė kampu α. Kai jautis ir oy ašis, būtina atsižvelgti į šią sąlygą, tada mes turėsime šią išraišką: mg x nuodėmės α - f trinties \u003d MA (ašies OH) ir n - mg x cos α \u003d f trintis ( Dėl oy ašies).

F trinties yra lengva apskaičiuoti pagal frikcinės jėgos paieškos formulę, jis yra lygus k x mg (trinties koeficientas, padaugintas iš kūno masės ir pagreitina laisvą rudenį). Po visų skaičiavimų, jis lieka tik pakaitalas vertes rasti formulėje, tai bus supaprastinta lygtis apskaičiuoti pagreitį, su kuria organizmas juda palei linkę plokštumoje.

Pasaulio stiprumo gamtoje veiksmai yra paaiškinti daugeliu reiškinių: planetų judėjimas saulės sistemoje, dirbtinių palydovų žemėje, balistinių raketų skrydžio trajektorija, telefono judėjimas šalia žemės paviršiaus - Jie visi randa paaiškinimą, pagrįstą visame pasaulyje ir dinamikos įstatymuose.

Pasaulio gravitacijos įstatymas paaiškina mechaninį saulės sistemos įrenginį, o Keplerio įstatymai, apibūdinantys planetų judėjimo trajektorijas, gali būti gaunami iš jo. Kepleriui jo įstatymai buvo grynai apibūdinantys gamtoje - mokslininkas tiesiog apibendrino savo stebėjimus matematine forma, nepateikdama teorinių priežasčių pagal formulę. Didžiojoje pasaulio sistemoje Australijoje apie Newton, Keplerio įstatymai tampa tiesiogine visuotinių mechanikų įstatymų ir Pasaulio bendruomenės įstatymo pasekmė. Tai reiškia, kad mes vėl stebime, kaip empirinės išvados, gautos viename lygyje, tampa griežtai pagrįstomis loginėmis išvadomis, kai pereinant į kitą mūsų žinių apie pasaulį lygį.

"Newton" pirmiausia išreiškė idėją, kad gravitacinės jėgos apibrėžia ne tik saulės sistemos planetų judėjimą; Jie veikia tarp bet kokių visatos kūnų. Vienas iš pasaulio jėgos apraiškų yra gravitacija - todėl yra įprasta paskambinti pritraukimo į žemę, šalia jos paviršiaus.

Jei m yra žemės masė, RZ yra jo spindulys, M - šios kūno masė, tada gravitacijos stiprumas yra lygus

kur g yra laisvo kritimo pagreitis;

Žemės paviršiuje

Gravitacija yra nukreipta į žemės centrą. Nesant kitų jėgų, organizmas laisvai patenka į žemę su laisvo kritimo pagreitinimu.

Vidutinis paspartinti laisvą kritimą įvairiems žemės paviršiaus taškams yra 9,81 m / s2. Žinant laisvos kritimo pagreitį ir žemės spindulį (RZ \u003d 6,38 · 106 m), galima apskaičiuoti žemės masę

Saulės sistemos įrenginio, atsirandančio dėl šių lygčių ir vienijančios žemės bei dangaus sunkumo, vaizdas gali būti suprantamas paprastu pavyzdžiu. Tarkime, mes stovime prie vienos klubo krašto, šalia ginklo ir patrankos branduolio. Jei tiesiog iš naujo nustatysite branduolį nuo uolos krašto vertikaliai, jis pradės kristi ir vienodai. Jos judėjimą bus aprašyta Niutono įstatymų dėl pusiausvyros kūno judėjimo su pagreičio g. Jei dabar išleidžiate branduolį nuo šautuvo į horizonto kryptimi, jis bus skristi - ir nukris ant lanko. Ir šiuo atveju jo judėjimas bus aprašytas Niutono įstatymuose, tik dabar jie taikomi organizmui, judančiam pagal sunkio įtaką ir turintys tam tikrą pradinį greitį horizontalioje plokštumoje. Dabar, kai laikui bėgant, įkrovimo į ginklą yra vis sunkesnė šerdis ir šaudymo, jūs pastebėsite, kad, kadangi kiekvienas kitas branduolys skrenda iš kamieno su didesniu pradiniu greičiu, branduolys toliau ir toliau nuo uolos pėdos.

Dabar įsivaizduokite, kad įmušėme tiek daug miltelių į ginklą, kad branduolio greitis yra pakankamai skristi visame pasaulyje. Jei nepaisote atsparumą oro pasipriešinimui, branduoliui, šnipinėjant aplink žemę, grįš į pradinį tašką tiksliai tuo pačiu greičiu, su kuriuo jis iš pradžių skrido iš ginklo. Kas nutiks toliau, tai yra aišku: branduolys nesustabdys ant jo ir toliau matysite apskritimą aplink planetą.

Kitaip tariant, mes gausime dirbtinį palydovą, kuris kreipiasi aplink žemę orbitoje, kaip ir natūralus palydovas - mėnulis.

Taigi etapuose, mes išėjome nuo kūno judėjimo aprašymo, priklausomės tik esant "žemiškojo" sunkumo (Niutono "Apple) įtaka, į" Satellite "(mėnulio) judėjimo orbitoje, nekeičiant Pobūdis gravitacinio poveikio su "Žemė" ant "Dangaus". Tai yra įžvalga ir leido Niuttonui susieti dvi gravitacinio pritraukimo jėgas.

Kai žemė pašalinama iš žemės paviršiaus ir laisvo kritimo pagreitis yra pakeistas atvirkščiai proporcingas kvadratiniam R atstumui R į žemės centrą. Dviejų sąveikaujančių organų sistemos pavyzdys gali būti kaip Žemės mėnulio sistema. Mėnulis yra nuo žemės atstumu nuo RL \u003d 3,84 · 106 m. Šis atstumas yra maždaug 60 kartų didesnis už Žemės RZ spinduliu. Todėl nuo žemiškojo traukos nuo žemiškojo traukos, Mėnulio orbitoje yra pagreitis

Su tokiu pagreičiu nukreiptu į žemės centrą, mėnulis juda orbitoje. Todėl šis pagreitis yra centripetalinis pagreitis. Jis gali būti apskaičiuojamas pagal centripetal pagreičio kinematinę formulę

kur t \u003d 27,3 dienos yra mėnulio apyvartos periodas aplink žemę.

Įvairių būdų skaičiavimų rezultatų sutapimas patvirtina Niutono prielaidą apie vieningą jėgos prigimtį, turinčią mėnulį orbitoje ir sunkumą.

Mėnulio savigynicijos laukas lemia laisvos GL rudens pagreitį ant jo paviršiaus. Mėnulio svoris yra 81 karto mažiau nei žemės masė, o jo spindulys yra maždaug 3,7 karto mažesnis už žemės spindulį.

Todėl GL pagreitinimui nustatoma pagal išraišką

Tokio silpno sunkumo sąlygose astronautai buvo rasti ant mėnulio. Asmuo tokiomis sąlygomis gali atlikti milžiniškus šuolius. Pavyzdžiui, jei asmuo Jershits 1 m žemiškomis sąlygomis, tada ant mėnulio jis galėjo šokinėti daugiau nei 6 m aukščio.

Apsvarstykite žemės dirbtinių palydovų klausimą. Dirbtiniai žemės palydovai juda už žemės atmosferos ribų, ir jie turi tik žemės jėgas.

Priklausomai nuo pradinio greičio, kosminės kūno trajektorija gali būti kitoks. Apsvarstykite dirbtinio palydovo judėjimo apie apskrito arti žemių orbitą, įvykį. Tokie palydovai skrenda apie 200-300 km aukštį, ir tai yra įmanoma maždaug atstumu iki žemės centro, lygus jo RZ spinduliui. Tada Centripetal pagreitis palydovo pranešė jam jėgų jėgos yra maždaug lygus laisvam rudenį G. pagreitėjimui. Pažymėkite palydovinį greitį netoli žemės orbitos per υ1 - šis greitis vadinamas pirmuoju kosmoso greičiu. Naudojant kinematinę formulę centripetal pagreičio, mes gauname

Perkeliant tokiu greičiu, palydovas užtruks vienkartiniu laiku

Tiesą sakant, palydovinio apvalaus orbitos laikotarpis šalia žemės paviršiaus šiek tiek viršija nurodytą vertę dėl skirtumų tarp tikrosios orbitos spindulio ir žemės spindulio. Palydovo judėjimas gali būti laikomas nemokamu lašeliu, panašiu į kriauklių ar balistinių raketų judėjimą. Skirtumas yra tik tai, kad palydovinis greitis yra toks didelis, kad jo trajektorijos kreivio spindulys yra lygus žemės spinduliui.

Palydovams juda aplink apvalius trajektorijas esant reikšmingam atstumui nuo žemės, žemės atrakcija silpnina atvirkščiai proporcingai R spindulio R patalpos aikštei. Taigi, aukštuose orbituose palydovų judėjimo greitis yra mažesnis už arti žemių orbitoje.

Palydovinio cirkuliacijos laikotarpis auga su orbitos spinduliu. Tai lengva apskaičiuoti, kad su spinduliu r orbitomis, lygus maždaug 6,6 RZ, palydovo apyvartos laikotarpis bus 24 valandos. Palydovinė su tokiu gydymo laikotarpiu, pradėtas pusiaujo plokštumoje, bus nevienalyti pakabinti per tam tikrą žemės paviršiaus tašką. Tokie palydovai naudojami kosmoso radijo sistemose. Orbit su spinduliu R \u003d 6.6 RAS vadinamas Geostationary.

Antrasis kosmoso lygis vadinamas minimaliu greičiu, kad erdvėlaivis turėtų būti informuotas žemės paviršiuje, kad jis būtų įveiktas žemiškojo traukos metu, virto dirbtiniu Saulės (dirbtinės planetos) palydovu. Tuo pačiu metu laivas bus pašalintas iš žemės parabolinio kelio.

5 pav. Iliustruoja kosminius greičius. Jei erdvėlaivio greitis yra lygus υ1 \u003d 7,9 · 103 m / s ir nukreiptą lygiagrečiai žemės paviršiui, laivas judės palei apvalią orbitą mažu aukščiu virš žemės. Pradiniu greičiu viršijant υ1, bet mažesnis υ2 \u003d 11,2 · 103 m / s, laivo orbita bus elipsės. Pradiniame greičiu 2 laivas judės palei parabolą ir dar didesnį pradinį greitį - hiperbola.

Erdvės greitis

Greitis šalia žemės paviršiaus yra nurodyta: 1) υ \u003d υ1 - apskrito trajektorija;

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

4) υ \u003d υ2 - parabolinė trajektorija; 5) υ2 - hiperbolinė trajektorija;

6) Mėnulio trajektorija

Taigi mes sužinojome, kad visi saulės sistemos judėjimai priklauso nuo Newtono pasaulio įstatymo.

Remiantis maža planetų mase ir visais kitomis saulės sistemos įstaigomis, galima tikėti, kad artimiausios erdvėje judėjimus pakluso Keplerio įstatymai.

Visi kūnai juda aplink saulę ant elipsinių orbitų, viename iš jų yra dėmesys saulės vietoje. Kuo arčiau saulės, dangaus kūno, tuo greičiau jo judėjimo greitis orbitoje (Planet Pluto, labiausiai nutolusi nuo garsaus, juda 6 kartus lėčiau nei žemė).

Kūnai gali judėti atvirose orbitose: parabole arba hiperbola. Taip atsitinka, jei kūno lygis yra lygus arba viršija antrojo kosminio greičio vertę saulei dėl šio atstumo nuo centrinio švytėjimo. Jei kalbame apie planetos palydovą, kosminis greitis turi būti apskaičiuojamas palyginti su planetos masėmis ir atstumu iki jos centro.