Fizikte bir okul dersi çalışırken, mekanik bölümünde önemli bir konu evrensel yerçekimi yasasıdır. Bu yazımızda onun ne olduğuna ve hangi matematiksel formülle anlatıldığına daha yakından bakacağız ve ayrıca yerçekimi kuvvetinin günlük insan hayatında ve kozmik ölçekte örneklerini vereceğiz.
Yerçekimi Yasasını Kim Keşfetti
Yerçekimi kuvvetine örnekler vermeden önce, onu kimin keşfettiğini kısaca açıklayalım.
Eski zamanlardan beri insanlar yıldızları ve gezegenleri gözlemlediler ve onların belirli yörüngelerde hareket ettiklerini biliyorlardı. Ayrıca, özel bilgisi olmayan herhangi bir kişi, bir taş veya başka bir nesneyi ne kadar uzağa ve yükseğe fırlatırsa atsın, her zaman yere düştüğünü anladı. Ama hiç kimse Dünya'daki ve gök cisimlerindeki süreçlerin aynı doğal yasa tarafından kontrol edildiğini tahmin bile etmemişti.
1687'de Sir Isaac Newton, matematiksel kavramları ilk kez ana hatlarıyla belirttiği bilimsel bir çalışma yayınladı.evrensel yerçekimi yasasının formülasyonu. Elbette Newton, kişisel olarak tanıdığı bu formülasyona bağımsız olarak gelmedi. Çağdaşlarının bazı fikirlerini (örneğin, cisimler arasındaki çekim kuvvetinin mesafesinin karesiyle ters orantılılığın varlığı) ve gezegenlerin yörüngeleri üzerinde birikmiş deneysel deneyimi (Kepler'in üçü) kullandı. yasalar). Newton'un dehası, mevcut tüm deneyimleri analiz ettikten sonra, bilim adamının onu tutarlı ve pratik olarak uygulanabilir bir teori şeklinde formüle edebilmesinde kendini gösterdi.
Yerçekimi formülü
Evrensel çekim yasası kısaca şu şekilde formüle edilebilir: Evrendeki tüm cisimler arasında, kütle merkezleri arasındaki mesafenin karesiyle ters orantılı ve ürünle doğru orantılı olan bir çekici kuvvet vardır. bedenlerin kitlelerinin kendileri. Kütleleri m1 ve m2 olan ve birbirinden r uzaklıkta olan iki cisim için, incelenen kanun şu şekilde yazılacaktır:
F=Gm1m2/r2.
Burada G yerçekimi sabitidir.
Cisimler arasındaki mesafeler boyutlarına göre yeterince büyükse, çekim kuvveti her durumda bu formül kullanılarak hesaplanabilir. Aksi takdirde ve ayrıca büyük uzay nesnelerinin (nötron yıldızları, kara delikler) yakınında güçlü yerçekimi koşullarında, Einstein tarafından geliştirilen görelilik teorisi kullanılmalıdır. İkincisi, yerçekimini uzay-zamanın bozulmasının bir sonucu olarak görür. Newton'un klasik yasasındayerçekimi, cisimlerin elektrik veya manyetik alanlar gibi bazı enerji alanları ile etkileşiminin sonucudur.
Yerçekiminin Tezahürü: Günlük Yaşamdan Örnekler
Öncelikle, bu tür örnekler olarak belirli bir yükseklikten düşen cisimleri adlandırabiliriz. Örneğin, bir ağaçtan bir yaprak veya ünlü elma, düşen bir taş, yağmur damlaları, dağ heyelanları ve heyelanlar. Tüm bu durumlarda, bedenler gezegenimizin merkezine yönelir.
İkincisi, bir öğretmen öğrencilerinden "yerçekimi örnekleri vermelerini" istediğinde, tüm vücutların ağırlığı olduğunu da unutmamalıdır. Telefon masanın üzerindeyken veya bir kişi terazide tartıldığında, bu durumlarda vücut desteğe basar. Vücut ağırlığı, desteğin tepkisiyle birlikte birbirini dengeleyen bir çift kuvvet oluşturan yerçekimi kuvvetinin tezahürünün canlı bir örneğidir.
Bir önceki paragraftaki formül karasal koşullar için kullanılırsa (gezegenin kütlesini ve yarıçapını onun yerine koyun), o zaman aşağıdaki ifade elde edilebilir:
F=mg
Yerçekimi ile ilgili problemlerin çözümünde kullanılan şeydir. Burada g, serbest düşüşte kütlelerine bakılmaksızın tüm cisimlere verilen ivmedir. Hava direnci olmasaydı, ağır bir taş ve hafif bir tüy aynı anda aynı yükseklikten düşerdi.
Evrendeki Yerçekimi
Dünya'nın diğer gezegenlerle birlikte Güneş'in etrafında döndüğünü herkes bilir. Buna karşılık, Güneş, içinde olmakSarmal galaksinin kollarından biri olan Samanyolu, merkezi etrafında yüz milyonlarca yıldızla birlikte döner. Galaksilerin kendileri de birbirine yerel kümeler adı verilen bir şekilde yaklaşır. Bir ölçekte geri dönersek, o zaman gezegenlerinin etrafında dönen uyduları, bu gezegenlere düşen veya uçan asteroitleri hatırlamalıyız. Öğretmen öğrencilere sorarsa tüm bu durumlar hatırlanabilir: "Yerçekimi kuvvetine örnekler verin."
Son yıllarda kozmik ölçekte ana güç sorununun sorgulandığına dikkat edin. Yerel uzayda, kuşkusuz yerçekimi kuvvetidir. Ancak konuyu galaksi düzeyinde ele aldığımızda, karanlık madde ile bağlantılı, henüz bilinmeyen bir başka güç devreye giriyor. İkincisi, anti-yerçekimi olarak kendini gösterir.
