Daya graviti: konsep dan ciri menggunakan formula untuk pengiraannya

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-02 17:53

Daya graviti ialah salah satu daripada empat jenis daya utama yang memanifestasikan dirinya dalam semua kepelbagaiannya antara pelbagai jasad di Bumi dan seterusnya. Sebagai tambahan kepada mereka, elektromagnet, lemah dan nuklear (kuat) juga dibezakan. Mungkin, kewujudan merekalah yang disedari oleh manusia pada mulanya. Daya tarikan dari Bumi telah diketahui sejak zaman purba. Walau bagaimanapun, seluruh abad berlalu sebelum seseorang meneka bahawa interaksi semacam ini berlaku bukan sahaja antara Bumi dan mana-mana badan, tetapi juga antara objek yang berbeza. Yang pertama memahami cara daya graviti berfungsi ialah ahli fizik Inggeris I. Newton. Dialah yang menyimpulkan undang-undang graviti sejagat yang kini terkenal.

Formula daya graviti

Newton memutuskan untuk menganalisis undang-undang yang mana planet bergerak dalam sistem. Akibatnya, dia sampai kepada kesimpulan bahawa putaran syurgajasad mengelilingi Matahari hanya mungkin berlaku jika daya graviti bertindak di antaranya dan planet itu sendiri. Menyedari bahawa benda angkasa berbeza daripada objek lain hanya dalam saiz dan jisimnya, saintis menyimpulkan formula berikut:

F=f x (m₁ x m₂) / r^{2, di mana:}

• m₁, m_{2 ialah jisim dua jasad;}
• r – jarak antara mereka dalam garis lurus;
• f ialah pemalar graviti, yang nilainya ialah 6.668 x 10^-8 cm³/g x sec ^2.

Oleh itu, boleh dikatakan bahawa mana-mana dua objek tertarik antara satu sama lain. Kerja daya graviti dalam magnitudnya adalah berkadar terus dengan jisim jasad ini dan berkadar songsang dengan jarak antara mereka, kuasa dua.

Ciri menggunakan formula

Pada pandangan pertama, nampaknya menggunakan penerangan matematik tentang hukum tarikan adalah agak mudah. Walau bagaimanapun, jika anda memikirkannya, formula ini hanya masuk akal untuk dua jisim, yang dimensinya boleh diabaikan berbanding dengan jarak antara mereka. Dan begitu banyak sehingga mereka boleh diambil untuk dua mata. Tetapi bagaimana pula apabila jaraknya setanding dengan saiz badan, dan mereka sendiri mempunyai bentuk yang tidak teratur? Bahagikannya kepada bahagian-bahagian, tentukan daya graviti di antaranya dan hitung paduannya? Jika ya, berapa banyak mata yang perlu diambil untuk pengiraan? Seperti yang anda lihat, ia tidak semudah itu.

Dan jika kita mengambil kira (dari sudut pandangan matematik) bahawa perkara itutidak mempunyai dimensi, maka keadaan ini kelihatan tidak ada harapan sama sekali. Nasib baik, saintis telah menghasilkan cara untuk membuat pengiraan dalam kes ini. Mereka menggunakan radas kalkulus kamiran dan pembezaan. Intipati kaedah ini ialah objek dibahagikan kepada bilangan kiub kecil yang tidak terhingga, yang jisimnya tertumpu di pusatnya. Kemudian satu formula disediakan untuk mencari daya paduan dan peralihan had digunakan, yang dengannya isipadu setiap unsur konstituen dikurangkan kepada satu titik (sifar), dan bilangan unsur tersebut cenderung kepada infiniti. Terima kasih kepada teknik ini, beberapa kesimpulan penting diperoleh.

1. Jika badan itu adalah bola (sfera), yang ketumpatannya seragam, maka ia menarik mana-mana objek lain kepada dirinya seolah-olah semua jisimnya tertumpu di tengahnya. Oleh itu, dengan sedikit kesilapan, kesimpulan ini boleh digunakan untuk planet juga.
2. Apabila ketumpatan objek dicirikan oleh simetri sfera pusat, ia berinteraksi dengan objek lain seolah-olah keseluruhan jisimnya berada pada titik simetri. Oleh itu, jika kita mengambil bola berongga (contohnya, bola sepak) atau beberapa bola bersarang antara satu sama lain (seperti anak patung matryoshka), maka ia akan menarik badan lain dengan cara yang sama seperti yang dilakukan oleh titik material, mempunyai jumlah jisimnya. dan terletak di tengah.