Apabila mempelajari kursus sekolah dalam fizik, topik penting dalam bahagian mekanik ialah hukum graviti universal. Dalam artikel ini, kita akan melihat dengan lebih dekat apa itu, dan dengan formula matematik yang diterangkan, dan juga memberi contoh daya graviti dalam kehidupan manusia seharian dan pada skala kosmik.
Siapa yang Menemui Hukum Graviti
Sebelum memberikan contoh daya graviti, mari kita terangkan secara ringkas siapa yang dikreditkan kerana menemuinya.
Sejak zaman purba, orang telah memerhatikan bintang dan planet dan mengetahui bahawa mereka bergerak mengikut trajektori tertentu. Di samping itu, mana-mana orang yang tidak mempunyai pengetahuan khusus memahami bahawa tidak kira berapa jauh dan tinggi dia melemparkan batu atau objek lain, ia sentiasa jatuh ke tanah. Tetapi tiada seorang pun yang meneka bahawa proses di Bumi dan benda angkasa dikawal oleh undang-undang semula jadi yang sama.
Pada tahun 1687, Sir Isaac Newton menerbitkan karya saintifik di mana beliau mula-mula menggariskan matematikperumusan hukum graviti sejagat. Sudah tentu, Newton tidak secara bebas datang ke rumusan ini, yang dia kenali secara peribadi. Dia menggunakan beberapa idea sezamannya (contohnya, kewujudan perkadaran songsang dengan kuasa dua jarak daya tarikan antara jasad), serta pengalaman eksperimen terkumpul pada trajektori planet (tiga Kepler undang-undang). Kejeniusan Newton menunjukkan dirinya dalam fakta bahawa selepas menganalisis semua pengalaman yang ada, saintis dapat merumuskannya dalam bentuk teori yang koheren dan boleh digunakan secara praktikal.
Formula graviti
Hukum graviti sejagat boleh dirumuskan secara ringkas seperti berikut: antara semua jasad di Alam Semesta terdapat daya tarikan, yang berkadar songsang dengan kuasa dua jarak antara pusat jisim mereka dan berkadar terus dengan hasil darab daripada jisim badan itu sendiri. Untuk dua jasad dengan jisim m1 dan m2, yang berada pada jarak r antara satu sama lain, undang-undang yang dikaji akan ditulis sebagai:
F=Gm1m2/r2.
Di sini G ialah pemalar graviti.
Daya tarikan boleh dikira menggunakan formula ini dalam semua kes, jika jarak antara badan cukup besar berbanding saiznya. Jika tidak, dan juga dalam keadaan graviti kuat berhampiran objek angkasa besar (bintang neutron, lubang hitam), seseorang harus menggunakan teori relativiti yang dibangunkan oleh Einstein. Yang terakhir menganggap graviti sebagai hasil herotan ruang-masa. Dalam undang-undang klasik Newtongraviti ialah hasil interaksi jasad dengan beberapa medan tenaga, seperti medan elektrik atau magnet.
Manifestasi Graviti: Contoh dari Kehidupan Seharian
Pertama, sebagai contoh sedemikian kita boleh menamakan mana-mana jasad yang jatuh dari ketinggian tertentu. Contohnya, daun atau epal yang terkenal dari pokok, batu jatuh, titisan hujan, tanah runtuh gunung dan tanah runtuh. Dalam semua kes ini, badan cenderung ke pusat planet kita.
Kedua, apabila seorang guru meminta pelajar untuk "memberi contoh graviti," mereka juga harus ingat bahawa semua badan mempunyai berat. Apabila telefon berada di atas meja atau apabila seseorang ditimbang pada penimbang, dalam kes ini badan menekan pada sokongan. Berat badan ialah contoh nyata manifestasi daya graviti, yang, bersama-sama dengan tindak balas sokongan, membentuk sepasang daya yang mengimbangi antara satu sama lain.
Jika formula daripada perenggan sebelumnya digunakan untuk keadaan daratan (gantikan jisim planet dan jejarinya ke dalamnya), maka ungkapan berikut boleh diperolehi:
F=mg
Ialah yang digunakan dalam menyelesaikan masalah dengan graviti. Di sini g ialah pecutan yang diberikan kepada semua jasad, tanpa mengira jisimnya, dalam jatuh bebas. Jika tiada rintangan udara, maka batu berat dan bulu ringan akan jatuh pada masa yang sama dari ketinggian yang sama.
Graviti di Alam Semesta
Semua orang tahu bahawa Bumi, bersama-sama dengan planet lain, beredar mengelilingi Matahari. Sebaliknya, Matahari, berada di dalamsalah satu lengan galaksi lingkaran Bima Sakti, berputar bersama ratusan juta bintang di sekeliling pusatnya. Galaksi itu sendiri juga mendekati satu sama lain dalam gugusan yang dipanggil tempatan. Jika kita kembali pada skala, maka kita harus ingat satelit yang berputar di sekeliling planet mereka, asteroid yang jatuh di planet ini atau terbang melaluinya. Semua kes ini boleh diingati jika guru bertanya kepada pelajar: "Berikan contoh daya graviti."
Perhatikan bahawa dalam beberapa dekad kebelakangan ini persoalan kuasa utama pada skala kosmik telah dipersoalkan. Di ruang tempatan, sudah pasti ia adalah kuasa graviti. Walau bagaimanapun, memandangkan isu di peringkat galaksi, satu lagi kuasa yang masih belum diketahui, yang dikaitkan dengan jirim gelap, mula dimainkan. Yang terakhir menunjukkan dirinya sebagai anti-graviti.
