Тартуу күчтөрү: түшүнүгү жана аларды эсептөө үчүн формуланы колдонуу өзгөчөлүктөрү

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-02 17:51

Гравитациялык күчтөр – жер бетиндеги жана андан тышкаркы ар түрдүү денелердин ортосундагы ар түрдүүлүктү көрсөткөн күчтөрдүн негизги төрт түрүнүн бири. Алардан тышкары, электромагниттик, алсыз жана ядролук (күчтүү) да бөлүнөт. Сыягы, алардын бар экенин адамзат биринчи жолу түшүнгөн. Жердин тартылуу күчү байыркы замандан бери эле белгилүү. Бирок, адам мындай өз ара аракеттенүү Жер менен кандайдыр бир дененин ортосунда гана эмес, ар кандай объектилердин ортосунда да болот деп ойлогонго чейин бүткүл кылымдар өттү. Гравитациялык күчтөрдүн иштешин биринчилерден болуп англис физиги И. Ньютон түшүнгөн. Ал азыр жалпыга белгилүү болгон бүткүл дүйнөлүк тартылуу мыйзамын чыгарган.

Гравитациялык күчтүн формуласы

Ньютон планеталар системада кыймылдаган мыйзамдарды талдап көрүүнү чечти. Натыйжада, ал асмандын айлануусу деген жыйынтыкка келгенКүндүн айланасындагы телолор анын жана планеталардын ортосунда тартылуу күчтөрү аракет кылганда гана мүмкүн. Асман телолору башка объектилерден көлөмү жана массасы боюнча гана айырмаланарын түшүнгөн окумуштуу төмөнкү формуланы чыгарган:

F=f x (m₁ x m₂) / r^{2, мында:}

• m₁, m_{2 - эки дененин массалары;}
• r – түз сызыкта алардын ортосундагы аралык;
• f – гравитациялык константа, анын мааниси 6,668 x 10^-8 cm³/g x sec ^2.

Ошентип, каалаган эки объект бири-бирине тартылат деп айтууга болот. Тартуу күчүнүн чоңдугу боюнча иши бул телолордун массаларына түз пропорционал жана алардын ортосундагы аралыкка тескери пропорционал, квадрат.

Формуланы колдонуунун өзгөчөлүктөрү

Бир караганда, тартылуу мыйзамынын математикалык сүрөттөлүшүн колдонуу абдан жөнөкөй көрүнөт. Бирок, эгер сиз ойлонуп көрсөңүз, бул формула эки масса үчүн гана мааниге ээ, алардын ортосундагы аралыкка салыштырмалуу өлчөмдөрү анча маанилүү эмес. Жана ушунчалык көп, алар эки упай үчүн алынышы мүмкүн. Ал эми расстояние денелердин өлчөмү менен салыштырууга болот, жана алар өздөрү туура эмес калыпка ээ болгондо жөнүндө эмне айтууга болот? Аларды бөлүктөргө бөлүп, алардын ортосундагы тартылуу күчтөрүн аныктап, натыйжаны эсептегиле? Эгер ошондой болсо, эсептөө үчүн канча балл алуу керек? Көрүнүп тургандай, бул анчалык деле жөнөкөй эмес.

Ал эми эске алсак (математика көз карашынан алганда)өлчөмдөрү жок, анда бул жагдай толугу менен үмүтсүз көрүнөт. Бактыга жараша, окумуштуулар бул учурда эсептөөлөрдү жүргүзүүнүн жолун ойлоп табышты. Алар интегралдык жана дифференциалдык эсептөө аппаратын колдонушат. Методдун маңызы объекттин чексиз сандагы кичинекей кубтарга бөлүнүшү, алардын массалары борборлорунда топтолгондугунда. Андан кийин натыйжалык күчтү табуу үчүн формула түзүлөт жана чектик өтүү колдонулат, анын жардамы менен ар бир түзүүчү элементтин көлөмү чекитке (нөлгө) чейин азайтылат жана мындай элементтердин саны чексиздикке умтулат. Бул техниканын аркасында кээ бир маанилүү тыянактар алынды.

1. Эгер дене тыгыздыгы бирдей болгон шар (шар) болсо, анда анын бардык массасы анын борборуна топтолгондой башка кандайдыр бир нерсени өзүнө тартат. Демек, кандайдыр бир ката менен бул тыянакты планеталарга да колдонсо болот.
2. Нерсенин тыгыздыгы борбордук сфералык симметрия менен мүнөздөлгөндө, анын бүт массасы симметрия чекитинде тургандай башка нерселер менен өз ара аракеттенет. Ошентип, эгер биз көңдөй топту (мисалы, футбол тобун) же бири-бирине уя салынган бир нече топту (матрешка куурчактары сыяктуу) алсак, анда алар башка денелерди материалдык чекит кылгандай тартат, алардын жалпы массасы бар. жана борбордо жайгашкан.