Ẹrọ - kini o jẹ? Agbara ti walẹ. Agbara ti Earth

Awọn eniyan ti ronu pupọ nipa bi aye ti n ṣalaye ṣiṣẹ. Kini idi ti koriko dagba, kilode ti oorun fi nmọlẹ, kilode ti a ko le fo ... Ikẹhin, nipasẹ ọna, nigbagbogbo ni imọran pupọ si awọn eniyan. Bayi a mọ pe idi fun ohun gbogbo jẹ agbara gbigbona. Ohun ti o jẹ, ati idi ti yi lasan jẹ bẹ pataki ninu awọn asekale ti awọn ayé, a ti wa ni atunwo loni.

Ifihan

Awọn onimo ijinle sayensi ti ṣe akiyesi pe gbogbo awọn eniyan ti o tobi ju ni iriri ifamọra pọ si ara wọn. Lẹhinna o wa ni wi pe agbara yi ṣe ipinnu išipopada awọn ara ti ọrun pẹlu awọn orbits yẹ. Awọn gan kanna yii ti gravitation gbekale oloye Isaak Nyuton, ti idawọle ti predetermined awọn idagbasoke ti fisiksi fun ọpọlọpọ awọn sehin lati wa si. O ni idagbasoke ati tẹsiwaju (botilẹjẹpe itọnisọna ti o yatọ patapata) itọnisọna Albert Einstein - ọkan ninu awọn ọkàn ti o tobi julọ ni ọgọrun ọdun to koja.

Ni awọn ọdun sẹhin, awọn onimo ijinlẹ sayensi ti ṣakiyesi ifamọra, gbiyanju lati ni oye ati wiwọn rẹ. Nikẹhin, ni awọn ọdun diẹ ti o gbẹyin, ani ohun ti o ṣe pataki bi walẹ ti a ti fi si iṣẹ ti eniyan (ni imọran kan, dajudaju). Kini o jẹ, kini itumọ ọrọ naa ni imọ imọran igbalode?

Imọ imọran

Ti o ba ṣe iwadi awọn iṣẹ ti awọn oniroyin igba atijọ, o le rii pe ọrọ Latin "gravitas" tumọ si "ibanujẹ", "ifamọra". Loni, awọn onimo ijinlẹ sayensi pe eyi ni ibaraẹnisọrọ gbogbo ati igbagbogbo laarin awọn ohun elo ti ara. Ti o ba ti yi agbara jẹ jo lagbara ati ki o jẹ wulo nikan fun ohun ti o ti wa ni gbigbe significantly losokepupo ju awọn iyara ti imọlẹ, ti o jẹ wulo fun wọn Newton's yii. Ti ipo naa ba pada, lẹhinna awọn ipinnu Einstein yẹ ki o lo.

Lẹsẹkẹsẹ ṣe ifiṣura kan: ni akoko bayi akoko irufẹ agbara ko ni kikun ni oye. A ṣi ko ni kikun mọ ohun ti o jẹ.

Awọn imọ ti Newton ati Einstein

Gẹgẹbi ẹkọ ẹkọ kilasi ti Isaac Newton, gbogbo ara wa ni ifojusi si ara wọn pẹlu agbara kan ti o tọ si iwọn wọn, ni iwọn ti o dara si square ti ijinna ti o wa larin wọn. Einstein tun jiyan pe irungbọn laarin awọn nkan ni a fi han ni ọran ti iṣiro aaye ati akoko (ati iyọsi aaye ti ṣee ṣe nikan bi ọrọ ba wa ninu rẹ).

Irọ yii jẹ jinlẹ gidigidi, ṣugbọn iwadi igbalode fihan pe o jẹ alailẹtọ. Loni a gbagbọ pe ailewu ni aaye duro nikan aaye: akoko le fa fifalẹ ati paapaa duro, ṣugbọn otitọ ti iyipada apẹrẹ ti akoko ọrọ ko ni iṣeduro timọ. Nitori naa, idogba Einstein ti iṣiṣe ko koda funni ni aaye pe aaye yoo tẹsiwaju lati ni ipa ọrọ ati aaye ti o ngba idanimọ.

Ofin ti gravitation (gbigbọn gbogbo agbaye) ni a mọ siwaju sii, itọkasi oriṣi mathematiki ti o jẹ ti Newton nikan:

\ [F = y \ frac [-1.2] {m_1 m_2} {r ^ 2} \]

Nipa γ ti wa ni itumọ igbasilẹ gravitational (nigbamii aami G ti a lo), iye rẹ jẹ dọgba 6.67545 × 10-11 m³ / (kg · s²).

Ibaraẹnisọrọ laarin awọn eroja akọkọ

Itọju iyanu ti agbegbe agbegbe jẹ eyiti o ni ibatan si nọmba ti ko ni ailopin ti awọn patikulu eleto. Laarin wọn tun wa awọn ibaraẹnisọrọ oriṣiriṣi ni awọn ipele wọn, eyi ti a le le gboro nikan. Sibẹsibẹ, gbogbo oriṣi awọn ibaraẹnisọrọ ti awọn patikulu akọkọ jẹ pataki ninu agbara wọn.

Awọn alagbara julọ ti gbogbo awọn ologun mọmọ ṣopọ awọn ẹya ara ẹrọ ti atomiki atomcleus. Lati yapa wọn, o nilo lati lo iye ti agbara pupọ ti agbara. Bi awọn elekitika, wọn "ti so" si isokun nikan nipasẹ ibaraenisọrọ itanna eletani. Lati daa duro, igba diẹ ni agbara ti o han bi abajade ti iṣeduro kemikali ti o wọpọ julọ. Gravitation (ohun ti o jẹ, ti o mọ tẹlẹ) ninu awọn ẹya ti awọn ẹda ati awọn particles subatomic jẹ iru irọrun ti ibaraẹnisọrọ.

Aaye aaye igbasilẹ ni ọran yii ko lagbara pupọ pe o soro lati fojuinu. O daadaa to, ṣugbọn lẹhin igbiyanju awọn ara ọrun, eyiti ibi wọn ko le fojuinu, wọn wa ni "wiwo". Gbogbo eyi ṣee ṣe nitori awọn ẹya meji ti walẹ, eyiti a sọ ni pato ninu ọran ti awọn ara ti o tobi:

• Ko dabi awọn ologun atomiki, ifamọra ti awọ jẹ diẹ ṣe akiyesi ni ijinna lati ohun naa. Nitorina, agbara gbigbọn Earth ṣe ani Oṣupa ni aaye rẹ, ati agbara ti Jupiter ti o ni irufẹ ṣe atilẹyin orbits ti awọn satẹlaiti pupọ, ibi-iye ti ọkọọkan wọn jẹ eyiti o ṣe afihan si ti ilẹ-aiye!
• Ni afikun, o maa n pese ifamọra laarin ohun kan, ati pẹlu ijinna agbara yi dinkura ni kekere iyara.

Ibiyi ti ilana ti o ni ibamu tabi sẹhin ti irọrun ti waye laipe, ati ni otitọ lati awọn esi ti awọn ọgọrun ọdun ti awọn akiyesi ti išipopada ti awọn aye ati awọn ara ọrun miiran. Iṣe-ṣiṣe naa ni o ṣe pataki nipasẹ otitọ pe gbogbo wọn n gbe ni igbale, nibiti ko si awọn ibaraẹnisọrọ miiran ti o le ṣee ṣe. Galileo ati Kepler - awọn alarinwo meji ti o wa ni akoko naa, pẹlu awọn akiyesi pataki wọn ṣe iranlọwọ lati pese ilẹ fun awọn iwadii titun.

Ṣugbọn o jẹ pe Isaac Newton nla nikan ni o le ṣẹda iṣafihan akọkọ ti walẹ ati ki o ṣe apejuwe rẹ ni aṣaro mathematiki. Eyi ni ofin akọkọ ti gravitation, ipinnu ti mathematiki eyi ti a gbekalẹ loke.

Awọn ipinnu ti Newton ati diẹ ninu awọn ti o ti ṣaju rẹ

Ko dabi awọn iyalenu ti ara miiran ti o wa ni agbaye ti o wa ni ayika wa, walẹ han ara rẹ nigbagbogbo ati ni ibi gbogbo. O yẹ ki o ye wa pe ọrọ "gbigbọn odo", ti a ma ri ni awọn iyika circumpolar, jẹ eyiti ko tọ: paapaa ailera ni aaye ko tumọ si pe ifamọra ti ohun nla kan ko ṣiṣẹ lori eniyan tabi aaye ere.

Ni afikun, gbogbo awọn ohun elo ti o ni ibi kan, ti a sọ ni irisi agbara ti a lo fun wọn, ati isare ti a gba nipasẹ igbese yii.

Bayi, awọn agbara ti agbara gbigbona jẹ iwontunwonsi si ipilẹ awọn nkan. Ni ori iwọn, wọn le sọ nipa gbigba ọja ti awọn ara ti awọn ara mejeeji labẹ ayẹwo. Igbara yii jẹ koko-ọrọ si iyipada ti o yatọ si square ti aaye laarin awọn nkan. Gbogbo awọn ibaraẹnisọrọ miiran daa duro patapata lori awọn ijinna laarin awọn ara meji.

Agbegbe bi okuta igun-ipin ti yii

Ibi-ohun ti awọn nkan di aaye ti ariyanjiyan pataki, ni ayika eyi ti gbogbo imọran igbalode ti iṣiro ati ifaramọ ti Einstein ti kọ. Ti o ba ranti awọn keji ofin Newton, ki o si tẹlẹ mọ pe àdánù jẹ a dandan ẹya-ara ti eyikeyi ti ara awọn ohun elo ti ara. O fihan bi ohun naa yoo ṣe iwa ti o ba lo agbara naa, laibikita asiri rẹ.

Niwon gbogbo awọn ara (ni ibamu si Newton) ti wa ni ṣiṣe nipasẹ awọn iṣẹ ti awọn ẹgbẹ ita, o jẹ ibi-idasi ti o pinnu bi iwọn didun yi yoo tobi. Jẹ ki a ṣe apejuwe apẹẹrẹ diẹ ti o ni oye. Fojuwo ọmọ ẹlẹsẹ kan ati ọkọ akero: ti o ba waye Efa agbara kanna si wọn, wọn yoo de awọn iyara ọtọtọ fun akoko kanna. Gbogbo eyi salaye yii ti walẹ.

Kini ibasepọ laarin agbegbe ati ifamọra?

Ti a ba sọrọ nipa irọrun, lẹhinna ibi-ipamọ ninu iyatọ yii yoo ṣe ipa idakeji patapata si eyiti o ṣiṣẹ pẹlu pẹlu agbara ati isareti ohun naa. O jẹ orisun orisun ti ifamọra funrararẹ. Ti o ba ya awọn ara meji ati wo pẹlu agbara ti wọn fa ohun kẹta, eyi ti o wa ni ijinna deede lati awọn meji akọkọ, lẹhinna ipin gbogbo ipa yoo jẹ dogba si ipin ti awọn eniyan ti awọn ohun meji akọkọ. Bayi, agbara ti ifamọra jẹ iwontunwọn ti o tọ si iwọn ti ara.

Ti o ba wo ofin Atẹta ti Newton, o le rii daju pe o sọ gangan ohun kanna. Igbara agbara, eyiti o n ṣe lori awọn ara meji ti o wa ni ijinna kanna lati orisun ifamọra, daadaa da lori ibi ti awọn nkan wọnyi. Ni igbesi aye, a n sọrọ nipa agbara ti eyiti ara ṣe ni ifojusi si oju ti aye, gẹgẹbi iwuwo rẹ.

Jẹ ki a ṣe idajọ awọn esi diẹ. Nitorina, ibi naa ni asopọ pẹkipẹki si agbara ati isare. Ni akoko kanna o jẹ ẹniti o pinnu agbara ti eyi ti ifamọra yoo ṣiṣẹ lori ara.

Awọn ẹya ara ẹrọ ti isare ti awọn ara ni aaye gbigbọn

Iwa meji iyanu yii ni idi pe ni aaye kanna ti awọn igbasilẹ naa ni isare ti awọn ohun ti o yatọ patapata yoo jẹ dogba. Ṣebi a ni awọn ara meji. A fi ipin kan fun wọn ni ibi-z, ati awọn miiran - Z. Awọn ohun meji ni a sọ silẹ si ilẹ, ni ibi ti wọn ti ṣubu larọwọto.

Bawo ni ipin ipinnu ti ifamọra ti pinnu? O fihan agbekalẹ mathematiki ti o rọrun julọ - z / Z. Eyi nikan ni isare, ti a gba nipasẹ wọn nitori abajade ti agbara ti ifamọra, yoo jẹ ohun ti o jẹ aami. Nikan fi, isare ti ara ni ni aaye igbasilẹ ko dale lori awọn ohun-ini rẹ.

Kini ipinnu ifarahan ninu ọran yii?

O da lori nikan (!) Ibi-ohun ti awọn nkan ti o ṣẹda aaye yii, ati ipo ipo wọn. Awọn ipele meji ti ibi-iṣẹlẹ ati isare idaraya deede ti awọn oriṣiriṣi oriṣiriṣi ninu aaye gbigbọn ni a ti ṣawari fun igba pipẹ. Awọn iyalenu wọnyi gba akọle ti o tẹle: "Ilana ti iṣiro." Oro yii n tẹnuba lekan si pe ifọkansi ati inira jẹ deede deede (si iye kan, dajudaju).

Pataki ti G

Lati ile-iwe ẹkọ ti fisiksi, a ranti pe isare ti walẹ lori ilẹ aye wa (Irọrun aye) jẹ 10 m / sec. ² (9.8 ti dajudaju, ṣugbọn iye yii ni a lo fun simplicity calcification). Bayi, ti a ko ba ṣe akiyesi idaamu ti afẹfẹ (ni iwọn pataki pẹlu ijinna diẹ sẹhin), lẹhinna ipa yoo gba nigba ti ara ba ni igbasilẹ titẹsi ti 10 m / sec. Gbogbo igba keji. Nitorina, iwe ti o ṣubu lati papa keji ti ile, nipasẹ opin ọkọ ofurufu rẹ yoo gbe ni iyara ti 30-40 m / iṣẹju-aaya. Nisisiyi, 10 m / s ni "iyara" ti walẹ laarin Earth.

Ifarahan ti isubu ti o ni ọfẹ ni awọn iwe ti ara ni a tọka nipasẹ lẹta "g". Niwọn apẹrẹ ti Earth si iye diẹ bi mandarin ju rogodo lọ, iye ti iwọn yi jina si kanna ni gbogbo awọn agbegbe rẹ. Bayi, isare jẹ ga julọ ni awọn ọpá, ati ni awọn oke ti oke giga o di kere.

Paapaa ninu ile-iṣẹ inu ohun-ara, ilora ṣe išẹ ti o kere julọ. Awọn fisiksi ti yi lasan ma fi kan pupo ti akoko. Nitorina, awọn onimọran eniyan ni o ni pataki pupọ ninu itọkasi gangan ti g, niwon eyi ngbanilaaye lati ṣawari ati ṣawari awọn ohun idogo nkan ti o wa ni erupe ile pẹlu iṣedede to ṣe pataki. Nipa ọna, kini ni iṣeduro agbara ti n ṣalaye bi iru eyi ti o ṣe kà nipasẹ wa ṣe ipa pataki? Nibi o jẹ:

F = G × M1 x M2 / R2

San ifojusi! Ni idi eyi, iṣeduro aifẹlẹfẹlẹ tumọ si "igbasilẹ gravitational" labẹ G, iye eyi ti a ti fi fun ni loke.

Ni akoko kan, Newton gbekalẹ awọn agbekalẹ ti o wa loke. O si mọ, ati awọn isokan ati universality ti awọn gravitational agbara, ṣugbọn gbogbo ise ti awọn lasan on ko si le se apejuwe. Opo yii ṣubu si Albert Einstein, ẹniti o le ṣe alaye ilana ti iṣiro. O jẹ fun u pe ẹda eniyan ni o ni idiwọ nipasẹ imọran igbalode ti iru iseda ti iṣesi akoko-akoko.

Ẹkọ ti ifarahan, iṣẹ ti Albert Einstein

Ni awọn ọjọ ti Isaac Newton, a gbagbọ pe awọn ojuami itọkasi le wa ni ipoduduro ni awọn fọọmu ti awọn "ọpá", nipasẹ eyiti ipo ti ara ti o wa ni ipo iṣọkan ipo isọdọtun. Ni akoko kanna o ti ro pe gbogbo awọn alawoye ti o samisi awọn ipoidojọ wọnyi yoo wa ni akoko kanna. Ni awọn ọdun wọnni, a ṣe akiyesi ipese yii ni kedere pe ko si igbiyanju lati ṣe idilọwọ tabi ṣe afikun rẹ. Eyi jẹ eyiti o ṣayeye, nitori ninu aye wa ko si iyatọ ninu ofin yii.

Einstein fihan pe išedede wiwọn naa yoo jẹ pataki gan-an ti aago ẹda nyara ni iyara pupọ ju iyara imọlẹ lọ. Nipasẹ, ti o ba jẹ pe oluwoye kan ti nlọ sira ju iyara ina lọ yoo tẹle awọn iṣẹlẹ meji, lẹhinna wọn yoo waye fun u ni akoko kan. Gegebi, fun oluwo keji? Iyara ti eyi jẹ kanna tabi tobi julọ, awọn iṣẹlẹ le waye ni awọn oriṣiriṣi awọn igba.

Ṣugbọn bawo ni agbara agbara ti a ti sopọ pẹlu yii ti ifunmọ? A yoo ṣe afihan ibeere yii ni awọn apejuwe.

Isopọ laarin awọn yii ti ifunmọmọ ati awọn agbara agbara

Ni awọn ọdun to ṣẹṣẹ, a ti ṣe ọpọlọpọ awọn imọran ni aaye ti awọn particles subatomic. Igbagbọ pe a fẹ lati wa ami-ọrọ ikẹhin, kọja eyi ti aye wa ko le ṣubu, yoo dagba sii lagbara. Diẹ sii oludaniloju ni o nilo lati wa ni pato bi awọn ipa pataki ti a ṣe awari ni ọgọrun ọdun, ati paapa ni iṣaju, ni ipa awọn "biriki" kere julọ ti aye wa. O jẹ paapa itiju pe irufẹ walẹ ti ko sibẹsibẹ ti salaye.

Eyi ni idi ti, lẹhin Einstein, ti o ṣeto "ailagbara" ti awọn iṣedede kilasi-ọjọ tuntun ti Newton ni aaye labẹ ero, awọn oluwadi naa ṣojumọ lori ifitonileti kikun ti awọn data ti a ti gba tẹlẹ. Ni ọpọlọpọ awọn ọna, irọrun ti ara rẹ ṣe atunyẹwo. Kini eleyi ni ipele ti awọn particulu subatomic? Njẹ o ni pataki ni aye iyanu multidimensional yi?

O rọrun ojutu?

Ni akọkọ, ọpọlọpọ awọn eniyan pe pe iyatọ laarin iyatọ ti Newton ati yii ti ifunmọmọ ni a le ṣalaye nipa fifiranṣẹ awọn ẹtan lati inu aaye imọ-ẹrọ. Ẹnikan le ro pe aaye gbigbọn naa ntan bi aaye ti o ni agbara, lẹhin eyi o le sọ "mediator" ninu awọn ibaraẹnisọrọ ti awọn ara ọrun, o n ṣalaye ọpọlọpọ awọn iyatọ laarin awọn atijọ ati awọn ẹkọ tuntun. Oro jẹ pe lẹhinna awọn idaraya ti ọna asopọ ti awọn ẹgbẹ ti o wa labẹ ero ṣe jade lọ si isalẹ ju idin imọlẹ lọ. Nitorina bawo ni agbara gbigbona ati akoko ṣe sọ?

Ni opoiṣe, Einstein funrarẹ fẹrẹ ṣeyọri ni itumọ igbimọ relativistic lori ipilẹ ti iru awọn wiwo bẹẹ gangan, ṣugbọn nikan ni idajọ kan daabobo ipinnu rẹ. Ko si ọkan ninu awọn onimo ijinlẹ sayensi ti akoko yẹn ni gbogbo alaye ti o le ṣe iranlọwọ lati pinnu "iyara" ti walẹ. Ṣugbọn ọpọlọpọ alaye ti o ni ibatan si awọn agbeka ti awọn ọpọ eniyan. Gẹgẹbi a ti mọ, wọn jẹ orisun ti o mọye ti gbogbo aye ti ifarahan ti awọn aaye agbara ti agbara.

Awọn iyara to tobi lagbara ni ipa lori ọpọlọpọ awọn ara, ati pe eyi ko ni gbogbo iru si ibaraenisepo ti iyara ati idiyele. Ti o ga iyara, ti o tobi ju ibi-ara lọ. Iṣoro naa ni pe iye igbehin yoo di ailopin ni ọran ti išipopada ni iyara ti ina tabi ga julọ. Ati pe Einstein pari pe ko si aaye gbigbọn, ṣugbọn aaye ipo mẹẹdogun, fun apejuwe eyi ti ọpọlọpọ awọn oniyipada diẹ yẹ ki o lo.

Awọn ọmọ-ẹhin rẹ ṣe ipinnu pe agbara ailera ati akoko jẹ eyiti ko ni ibatan. Otitọ ni pe aaye aaye tensor yii le ṣe ni aaye, ṣugbọn fun akoko kan ko le ni ipa. Sibẹsibẹ, ọgbọn ti o ni imọran ti igbagbọ ti Stephen Hawking ni o ni ojuami miiran. Sugbon o jẹ itan miiran ...