แรงโน้มถ่วงสากล: ลักษณะและความสำคัญในทางปฏิบัติ

แรงโน้มถ่วงสากล: ลักษณะและความสำคัญในทางปฏิบัติ
แรงโน้มถ่วงสากล: ลักษณะและความสำคัญในทางปฏิบัติ
Anonim

XVI-XVII ศตวรรษถูกเรียกอย่างถูกต้องโดยช่วงเวลาอันรุ่งโรจน์ที่สุดช่วงเวลาหนึ่งในประวัติศาสตร์ฟิสิกส์ ในเวลานี้มีการวางรากฐานเป็นส่วนใหญ่โดยที่การพัฒนาต่อไปของวิทยาศาสตร์นี้จะคิดไม่ถึง Copernicus, Galileo, Kepler ได้ทำงานที่ยอดเยี่ยมในการประกาศฟิสิกส์เป็นวิทยาศาสตร์ที่สามารถตอบคำถามได้เกือบทุกข้อ การค้นพบกฎความโน้มถ่วงสากลที่แยกจากกันในการค้นพบทั้งชุด ซึ่งเป็นสูตรสุดท้ายที่เป็นของนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อไอแซก นิวตัน

แรงโน้มถ่วง
แรงโน้มถ่วง

ความสำคัญหลักของงานของนักวิทยาศาสตร์คนนี้ไม่ได้อยู่ที่การค้นพบแรงโน้มถ่วงสากล - ทั้งกาลิเลโอและเคปเลอร์พูดถึงการมีอยู่ของปริมาณนี้ก่อนนิวตัน แต่ในข้อเท็จจริงที่ว่าเขาเป็นคนแรก เพื่อพิสูจน์ว่าทั้งบนโลกและในอวกาศ แรงปฏิกิริยาแบบเดียวกันระหว่างวัตถุกระทำกัน

นิวตันในทางปฏิบัติยืนยันและยืนยันตามทฤษฎีว่าร่างกายทั้งหมดในจักรวาลรวมถึงสิ่งเหล่านั้นซึ่งตั้งอยู่บนโลกมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ปฏิสัมพันธ์นี้เรียกว่าความโน้มถ่วง ในขณะที่กระบวนการของความโน้มถ่วงสากลนั้นเรียกว่าแรงโน้มถ่วง

ปฏิสัมพันธ์นี้เกิดขึ้นระหว่างวัตถุเพราะมีสสารพิเศษซึ่งแตกต่างจากประเภทอื่น ซึ่งในวิทยาศาสตร์เรียกว่าสนามโน้มถ่วง ฟิลด์นี้มีอยู่จริงและทำงานรอบๆ วัตถุใดๆ ก็ตาม โดยที่ไม่มีการป้องกันใดๆ เนื่องจากฟิลด์นี้มีความสามารถในการเจาะวัสดุใดๆ ที่ไม่มีใครเทียบได้

คำนิยาม แรงโน้มถ่วง
คำนิยาม แรงโน้มถ่วง

แรงดึงดูดสากล คำจำกัดความและสูตรที่กำหนดโดยไอแซก นิวตัน นั้นขึ้นอยู่กับผลคูณของมวลของวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์โดยตรง และในทางกลับกันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างวัตถุเหล่านี้ จากข้อมูลของนิวตัน ซึ่งได้รับการยืนยันอย่างหักล้างไม่ได้จากการวิจัยเชิงปฏิบัติ แรงดึงดูดสากลนั้นพบได้โดยสูตรต่อไปนี้:

F=Mm/r2.

ค่าคงที่ความโน้มถ่วง G ซึ่งมีค่าประมาณ 6.6710-11(Nm2)/kg2 มีความสำคัญเป็นพิเศษในค่านั้น

แรงโน้มถ่วงที่วัตถุดึงดูดมายังโลกเป็นกรณีพิเศษของกฎของนิวตันและเรียกว่าแรงโน้มถ่วง ในกรณีนี้ สามารถละเลยค่าคงตัวโน้มถ่วงและมวลของโลกได้ ดังนั้นสูตรการหาแรงโน้มถ่วงจะมีลักษณะดังนี้:

F=mg.

ที่นี่ g ไม่มีอะไรนอกจากความเร่งของแรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นค่าตัวเลขโดยประมาณที่เท่ากับ 9.8 m/s2 โดยประมาณ

บังคับแรงโน้มถ่วง
บังคับแรงโน้มถ่วง

กฎของนิวตันไม่เพียงอธิบายกระบวนการที่เกิดขึ้นโดยตรงบนโลกเท่านั้น แต่ยังให้คำตอบสำหรับคำถามมากมายที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของระบบสุริยะทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แรงดึงดูดสากลระหว่างเทห์ฟากฟ้ามีอิทธิพลชี้ขาดต่อการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ในวงโคจรของพวกมัน คำอธิบายเชิงทฤษฎีของการเคลื่อนไหวนี้มาจากเคปเลอร์ แต่การให้เหตุผลเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อนิวตันกำหนดกฎอันโด่งดังของเขา

นิวตันเองเชื่อมโยงปรากฏการณ์ความโน้มถ่วงบนบกและนอกโลกโดยใช้ตัวอย่างง่ายๆ: เมื่อยิงปืนใหญ่ นิวเคลียสจะไม่บินตรง แต่ไปตามวิถีทางโค้ง ในเวลาเดียวกันด้วยการเพิ่มขึ้นของดินปืนและมวลของนิวเคลียสหลังจะบินได้ไกลขึ้น สุดท้ายนี้ หากเราคิดว่าเป็นไปได้ที่จะได้รับดินปืนเพียงพอและออกแบบปืนใหญ่ที่ลูกกระสุนปืนใหญ่จะบินไปทั่วโลกจากนั้นเมื่อทำการเคลื่อนไหวนี้แล้วจะไม่หยุด แต่จะเคลื่อนที่เป็นวงกลม (วงรี) ต่อไป สู่ดาวเทียมเทียมของโลก ส่งผลให้แรงโน้มถ่วงในธรรมชาติเท่ากันทั้งบนโลกและในอวกาศ