Unaposoma kozi ya shule ya fizikia, mada muhimu katika sehemu ya mechanics ni sheria ya uvutano wa ulimwengu wote. Katika makala haya, tutaiangalia kwa undani zaidi ni nini, na inaelezewa kwa fomula gani ya hisabati, na pia kutoa mifano ya nguvu ya uvutano katika maisha ya kila siku ya mwanadamu na kwa kiwango cha ulimwengu.
Nani Aligundua Sheria ya Mvuto
Kabla ya kutoa mifano ya nguvu ya uvutano, hebu tueleze kwa ufupi ni nani aliye na sifa ya kuigundua.
Tangu nyakati za zamani, watu wametazama nyota na sayari na walijua kwamba zinasonga kwenye njia fulani. Kwa kuongeza, mtu yeyote ambaye hakuwa na ujuzi maalum alielewa kwamba bila kujali jinsi mbali na juu alitupa jiwe au kitu kingine, daima kilianguka chini. Lakini hakuna hata mmoja wa watu hao hata aliyekisia kuwa michakato Duniani na miili ya anga inadhibitiwa na sheria ile ile ya asili.
Mnamo 1687, Sir Isaac Newton alichapisha kazi ya kisayansi ambamo alielezea kwa mara ya kwanza hisabati.uundaji wa sheria ya uvutano wa ulimwengu. Kwa kweli, Newton hakuja kwa kujitegemea kwa uundaji huu, ambao alitambua kibinafsi. Alitumia baadhi ya mawazo ya watu wa wakati wake (kwa mfano, kuwepo kwa uwiano wa kinyume na mraba wa umbali wa nguvu ya kivutio kati ya miili), pamoja na uzoefu wa majaribio uliokusanywa kwenye trajectories ya sayari (tatu za Kepler. sheria). Ustadi wa Newton ulijidhihirisha katika ukweli kwamba baada ya kuchambua uzoefu wote uliopatikana, mwanasayansi aliweza kuuunda katika mfumo wa nadharia thabiti na inayotumika kwa vitendo.
Mfumo wa mvuto
Sheria ya uvutano wa ulimwengu wote inaweza kutengenezwa kwa ufupi kama ifuatavyo: kati ya miili yote katika Ulimwengu kuna nguvu inayovutia, ambayo inalingana kinyume na mraba wa umbali kati ya vituo vyao vya wingi na sawia moja kwa moja na bidhaa. ya wingi wa miili yenyewe. Kwa miili miwili yenye wingi m1 na m2, ambayo iko umbali kutoka kwa kila mmoja, sheria inayochunguzwa itaandikwa kama:
F=Gm1m2/r2.
Hapa G ni nguvu ya uvutano isiyobadilika.
Nguvu ya mvuto inaweza kuhesabiwa kwa kutumia fomula hii katika hali zote, ikiwa umbali kati ya miili ni kubwa ya kutosha ikilinganishwa na saizi zake. Vinginevyo, na pia katika hali ya mvuto wenye nguvu karibu na vitu vikubwa vya nafasi (nyota za nyutroni, shimo nyeusi), mtu anapaswa kutumia nadharia ya uhusiano iliyotengenezwa na Einstein. Mwisho huona mvuto kama tokeo la upotoshaji wa muda wa nafasi. Katika sheria ya classical ya Newtonnguvu ya uvutano ni matokeo ya mwingiliano wa miili yenye sehemu fulani ya nishati, kama vile sehemu za umeme au sumaku.
Onyesho la Mvuto: Mifano kutoka kwa Maisha ya Kila Siku
Kwanza, kama mifano kama hii tunaweza kutaja miili yoyote inayoanguka kutoka kwa urefu fulani. Kwa mfano, jani au apple maarufu kutoka kwa mti, jiwe linaloanguka, matone ya mvua, maporomoko ya ardhi ya mlima na maporomoko ya ardhi. Katika visa hivi vyote, miili huelekea katikati ya sayari yetu.
Pili, mwalimu anapowauliza wanafunzi "watoe mifano ya mvuto," wanapaswa pia kukumbuka kuwa miili yote ina uzito. Wakati simu iko kwenye meza au wakati mtu anapimwa kwenye mizani, katika kesi hizi mwili unasisitiza juu ya msaada. Uzito wa mwili ni mfano wazi wa udhihirisho wa nguvu ya uvutano, ambayo, pamoja na athari ya usaidizi, huunda jozi ya nguvu zinazosawazisha kila mmoja.
Iwapo fomula kutoka kwa aya iliyotangulia inatumika kwa hali ya dunia (badilisha uzito wa sayari na radius yake ndani yake), basi usemi ufuatao unaweza kupatikana:
F=mg
Ndiyo inayotumika katika kutatua matatizo na mvuto. Hapa g ni kuongeza kasi iliyotolewa kwa miili yote, bila kujali wingi wao, katika kuanguka bure. Ikiwa hakukuwa na upinzani wa hewa, basi jiwe zito na manyoya mepesi yangeanguka kwa wakati mmoja kutoka kwa urefu sawa.
Mvuto katika Ulimwengu
Kila mtu anajua kwamba Dunia, pamoja na sayari nyingine, huzunguka Jua. Kwa upande wake, Jua likiwa ndanimoja ya mikono ya galaksi ya Milky Way, huzunguka pamoja na mamia ya mamilioni ya nyota kuzunguka katikati yake. Nyota zenyewe pia hukaribiana katika zile zinazoitwa makundi ya wenyeji. Ikiwa tunarudi kwa kiwango, basi tunapaswa kukumbuka satelaiti zinazozunguka sayari zao, asteroids zinazoanguka kwenye sayari hizi au kuruka. Kesi hizi zote zinaweza kukumbukwa ikiwa mwalimu atawauliza wanafunzi: "Toa mifano ya nguvu ya uvutano."
Kumbuka kwamba katika miongo ya hivi majuzi swali la nguvu kuu katika kipimo cha ulimwengu limetiliwa shaka. Katika nafasi ya ndani, bila shaka ni nguvu ya mvuto. Walakini, kwa kuzingatia suala hilo katika kiwango cha gala, nguvu nyingine, ambayo bado haijulikani, inayohusishwa na jambo la giza, inakuja. Mwisho unajidhihirisha kuwa dhidi ya mvuto.
