Yerçekimi kuvvetleri: hesaplamaları için formülü uygulama kavramı ve özellikleri

2024 Yazar: Angel Austin | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-02 17:57

Yerçekimi kuvvetleri, hem Dünya'daki hem de ötesindeki çeşitli cisimler arasında tüm çeşitlilikleriyle kendini gösteren dört ana kuvvet türünden biridir. Bunlara ek olarak elektromanyetik, zayıf ve nükleer (güçlü) de ayırt edilir. Muhtemelen, insanlığın ilk etapta fark ettiği varlıklarıydı. Dünya'dan gelen çekim kuvveti eski zamanlardan beri bilinmektedir. Bununla birlikte, bir insanın bu tür bir etkileşimin sadece Dünya ile herhangi bir vücut arasında değil, aynı zamanda farklı nesneler arasında da gerçekleştiğini tahmin etmesinden önce yüzyıllar geçti. Yerçekimi kuvvetlerinin nasıl çalıştığını ilk anlayan İngiliz fizikçi I. Newton'du. Şu anda iyi bilinen evrensel çekim yasasını çıkaran oydu.

Yerçekimi kuvveti formülü

Newton, gezegenlerin sistemde hareket ettiği yasaları analiz etmeye karar verdi. Sonuç olarak, cennetin dönüşünün olduğu sonucuna vardı. Güneş'in etrafındaki cisimler, ancak onunla gezegenlerin kendileri arasında yerçekimi kuvvetleri etki ederse mümkündür. Gök cisimlerinin diğer nesnelerden yalnızca büyüklük ve kütle bakımından farklı olduğunu fark eden bilim adamı şu formülü çıkardı:

F=f x (m₁ x m₂) / r^{2, burada:}

• m₁, m_{2 iki cismin kütlesidir;}
• r – düz bir çizgide aralarındaki mesafe;
• f, değeri 6.668 x 10^-8 cm³/g x sec ^{olan yerçekimi sabitidir 2.}

Böylece, herhangi iki nesnenin birbirini çektiği söylenebilir. Yerçekimi kuvvetinin büyüklüğündeki işi, bu cisimlerin kütleleri ile doğru orantılı ve aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır.

Formülü uygulama özellikleri

İlk bakışta, çekim yasasının matematiksel tanımını kullanmak oldukça basit görünüyor. Bununla birlikte, eğer düşünürseniz, bu formül yalnızca boyutları, aralarındaki mesafeye kıyasla ihmal edilebilir olan iki kütle için anlamlıdır. Ve o kadar ki iki puan için alınabilirler. Peki ya mesafe vücutların boyutuyla karşılaştırılabilir olduğunda ve kendileri düzensiz bir şekle sahip olduğunda? Bunları parçalara ayırın, aralarındaki yerçekimi kuvvetlerini belirleyin ve sonucu hesaplayın? Eğer öyleyse, hesaplama için kaç puan alınmalıdır? Gördüğünüz gibi, o kadar basit değil.

Ve (matematik açısından) dikkate alırsak, noktaboyutları yok, o zaman bu durum tamamen umutsuz görünüyor. Neyse ki, bilim adamları bu durumda hesaplamalar yapmanın bir yolunu buldular. İntegral ve diferansiyel hesap aygıtını kullanırlar. Yöntemin özü, nesnenin, kütleleri merkezlerinde yoğunlaşan sonsuz sayıda küçük küplere bölünmesidir. Daha sonra, bileşke kuvveti bulmak için bir formül hazırlanır ve her kurucu elemanın hacminin bir noktaya (sıfır) düşürüldüğü ve bu tür elemanların sayısının sonsuzluğa yöneldiği bir sınır geçişi uygulanır. Bu teknik sayesinde bazı önemli sonuçlar elde edildi.

1. Eğer cisim, yoğunluğu tek tip olan bir top (küre) ise, tüm kütlesi merkezinde toplanmış gibi diğer herhangi bir cismi kendine çeker. Bu nedenle, bazı hatalarla, bu sonuç gezegenlere de uygulanabilir.
2. Bir nesnenin yoğunluğu merkezi küresel simetri ile karakterize edildiğinde, diğer nesnelerle sanki tüm kütlesi simetri noktasındaymış gibi etkileşime girer. Bu nedenle, içi boş bir top (örneğin bir futbol topu) veya iç içe geçmiş birkaç top (matryoshka bebekleri gibi) alırsak, toplam kütleleri olan bir madde noktasının yapacağı gibi diğer cisimleri de çekerler. ve merkezde yer almaktadır.