Maa tõmbab, Päike, Kuu, planeedid, tähed – hiiglaslikud taevakehad – tõmbavad. Kas väikesed objektid meie ümber tõmbavad ligi? Siin seisavad kaks veoautot tänaval kõrvuti – kas nende vahel on mingi atraktsioon? Teie toas on kapid, lauad, toolid – kas need tõmbavad üksteist ligi? Kas väiksemad esemed tõmbavad ligi veel väiksemaid esemeid – raamatuid, lauale asetatud nõud? Lõpuks, kas me ise oleme ligitõmbajad?

Jah, kõik need objektid tõmbavad, kuigi tavaliselt me ​​seda ei märka. Gravitatsiooniseadus on universaalne loodusseadus. Miks on väikeste kehade külgetõmme nähtamatu? Esiteks sellepärast, et see on väga väike. Tõmbejõud sõltub ju kehade massist. Maa mass on tohutu – tuhandeid miljardeid miljardeid tonne. Kui tähtsusetu on sellega võrreldes meid ümbritsevate objektide mass ja seega ka tõmbejõud! Oluline on ka kaugus. Et väikeste esemete külgetõmbeefekt oleks märgatav, on meie kappide või taldrikute vaheline kaugus selleks liiga suur.

Siin on mõned näited gravitatsioonijõust väikeste kehade maailmas. Isegi kaks reidil üksteisest 100 m kaugusel seisvat 25 000-tonnise massiga laeva tõmbavad teineteist 400-grammise jõuga 0,0016 g objektide puhul tuleb arvestada väiksema massiga. Kahe 1-tonnise raskemetallikuuli vahel, mis asuvad nende keskpunktide vahel 1 m kaugusel, on tõmbejõud 6 2/3 tuhandikku grammi. Ja kaks keskmise kaaluga inimest samal 1 m kaugusel tõmbavad teineteist vaid sajatuhandikgrammilise jõuga. Selline “jõud” ei murra isegi õhukest võrku. Kuid kaks õuna, kumbki 100 g, tõmbavad teineteist ka ligi, kuid isegi 10 cm kaugusel on nendevaheline tõmbejõud vaid üks 250-miljondik grammi.

Ükskõik kui väikesed need meid ümbritsevate väikeste objektide vahelised tõmbejõud ka poleks, peaksid nad ikkagi kuidagi avalduma. Nagu kõik jõud, näisid nad olevat võimelised objekte liikuma panema ja üksteisele lähenema – ehkki väga aeglaselt. Meie mööbel ja muud ruumis olevad esemed liiguksid aeglaselt üksteisele lähemale ja koonduksid kuhugi ühte kohta. Ka lauale asetatud nõud peaksid olema üksteisele lähemal...

Miks seda ei juhtu? Selgub, et hõõrdumine segab. Mööblijalgade ja põranda, nõude ja laudlina vahele mõjuvad hõõrdejõud, mis pärsivad liikumist. Sel juhul on hõõrdejõud palju suurem kui väikeste objektide vaheline tõmbejõud. Nägime, et kaks inimest 1 m kaugusel tõmbavad teineteist sajatuhandikgrammilise jõuga. Ja taldade ja põranda vahelise hõõrdumise ületamiseks on vaja vähemalt 20 kg jõudu, see tähendab umbes miljard korda rohkem!

Nüüd, kui hõõrdumist poleks, kui see mingil põhjusel kaoks, muutuks pilt hoopis teiseks. Me ei saaks kõndida, kuna meie jalgade süvendid libisevad mööda põrandat ega saaks sellest eemale tõugata. Samuti peatuks transport. Naelad kukuksid välja, kruvid tuleksid lahti, kangad laguneksid, riided kukuksid õlgadelt ja hargneksid lahti, sest kõike hoiab koos hõõrdumine.

Selles kujutletavas ilma hõõrdumiseta maailmas oleks väikeste objektide vaheline tõmme märgatav. See paneks nad üksteisele lähemale liikuma. Oleksime üllatunud, kui märkaksime, kuidas meie voodid, lauad ja toolid hakkasid aeglaselt üksteise poole libisema ja lõpuks ühisesse hunnikusse kokku tõmbuma.

Tõsi, objektid roomaksid üksteise poole väga aeglaselt, kuna tühine tõmbejõud paneks need liikuma. Kiirus aga tõuseks tasapisi. Seega liiguksid kaks teineteisest 2 m kaugusel seisvat inimest esimese tunni jooksul vaid 3 cm võrra lähemale, teise tunni jooksul aga juba 9 cm ja kolmandal 15 cm võrra tundi puutuvad nad üksteisega tihedalt kokku. Lähenemiskiirus suureneks iga sekundiga ja püsiva jõuga. Kuid sel juhul kauguse vähenedes tõmbejõud suureneks. Ja see muudaks lähenemise kiiremaks.

Pange tähele, et objektide ja nende toe vaheline hõõrdejõud sõltub nende kaalust - see tähendab Maa gravitatsioonijõust.

Selgub, et Maa lähedus ja selle tohutu gravitatsioon põhjustavad selle suure hõõrdumise, mis segab väikeste kehade vahelist külgetõmbetegevust. Ja seetõttu oleks Maast ja teistest suurtest kosmilistest kehadest kaugel - kuskil tähtedevahelises ruumis - väikeste objektide vaheline külgetõmme (lühikese vahemaa tagant) märgatavam ja põhjustaks nende aeglase liikumise üksteise poole.

Gravitatsioon, või gravitatsiooni, on omadus, mis on kõigil kehadel ja objektidel, sest gravitatsioon on aine lahutamatu omadus (). Gravitatsiooninähtuse olemus seisneb selles, et kõik kehad tõmbavad ligi teisi kehasid. Näiteks Maa tõmbab enda poole kõike, mis on peal ja seetõttu langeb Maale iga objekt, millel pole tuge. Tänu gravitatsioonijõule saame Maal kõndida, mitte kosmosesse lennata. Kui gravitatsiooni poleks, pritsiks kogu vesi maailma ookeanist välja ja õhk lendaks avakosmosesse.

Maa tõmbab ligi ka Kuud, mis muidu oleks juba ammu minema lennanud.

Miks siis Kuu Maale ei lange? Ja ta oleks kukkunud, kui oleks paigal seisnud! Kuu ei lange Maale, sest ta liigub pidevalt – pöörleb ümber Maa.

Miks me ei märka igapäevaelus universaalset gravitatsioonijõudu, kui kõik kehad tõmbavad üksteist ligi? Kuid tõsiasi on see, et gravitatsioon on väga nõrk koostoime. See sõltub kahest tegurist: objektide massist ja nendevahelisest kaugusest. Mida väiksem on objekti mass, seda nõrgem on selle gravitatsioonijõud. Seetõttu on väikese massiga kehade puhul see lihtsalt nähtamatu. Isegi nii suure objekti kui Mount Everest gravitatsioon on vaid 0,001% Maa gravitatsioonist. Kahe keskmise kaaluga inimese vastastikune külgetõmme, mille vahemaa on 1 meeter, ei ületa 0,03 milligrammi.

Kui me räägime planeetidest ja tähtedest, siis nende gravitatsioonijõud on juba väga tugev, sest nad on miljoneid ja miljardeid kordi suuremad kui me ise ja see, mis meid ümbritseb. Sellepärast ei tõmba mantli küljest lahti tulev nööp inimese poole, vaid kukub maapinnale, kuigi ta on nööbile lähemal kui maa - on ju Maa mass võrreldamatult suurem kui ühe inimese mass. inimene.

Gravitatsioonijõu sõltuvus kaugusest väljendub selles, et mida kaugemal asuvad objektid üksteisest, seda nõrgemini nad üksteise külge tõmbavad.

Universaalse gravitatsiooni seaduse avastas inglise füüsik, matemaatik ja astronoom Isaac Newton. Ta oli esimene, kes arvas ja seejärel tõestas, et põhjus, miks kivi Maale langeb, Kuu liikumine ümber Maa ja planeetid ümber Päikese on samad - see on gravitatsioonijõud, mis toimib vahel. mis tahes kehad universumis.

Newton ütles, et ta ajendas universaalse gravitatsiooni seadust avastama, jälgides aias kõndides oksalt kukkunud õuna. Ja just sel ajal töötas ta liikumisseaduste kallal ja teadis juba, et õun langes Maa gravitatsiooni mõju alla. Samuti teadis ta, et Kuu ei ripu lihtsalt taevas, vaid pöörleb ümber Maa, mis tähendab, et sellele mõjub mingi jõud, mis ei lase tal orbiidilt välja kukkuda ja avakosmosesse lennata. Siis tuli talle pähe, et võib-olla oli see sama jõud, mis pani nii õuna maapinnale kukkuma kui ka Kuu Maa ümber orbiidile jääma.

Selle avastuse tähtsus inimkonna jaoks on tohutu. Seda seadust kasutades määravad astronoomid täpselt paljudeks aastakümneteks ette taevakehade asukoha taevas ja arvutavad välja nende trajektoorid. Maa tehissatelliitide ja planeetidevaheliste automaatsõidukite liikumise arvutamisel kasutatakse universaalse gravitatsiooni seadust. Universaalse gravitatsiooniseaduse abil saate arvutada planeetide ja nende satelliitide massi. Universaalse gravitatsiooni seadus seletab selliseid nähtusi nagu loodete mõõn ja voog.

Kuid kõige ilmekam näide selle seaduse rollist teadusele on planeedi Neptuuni avastamise ajalugu. 1781. aastal avastas inglise astronoom William Herschel planeedi Uraan. Arvutati välja selle orbiit ja koostati tabel selle planeedi asukohtade kohta paljudeks aastateks. Selle tabeli kontrollimine näitas aga, et Uraan ei liigu täpselt nii, nagu arvutatud. Teadlased on väitnud, et Uraani liikumise kõrvalekalde põhjuseks on tundmatu planeedi ligitõmbamine, mis asub Päikesest veelgi kaugemal kui Uraan. Teades kõrvalekaldeid arvutatud trajektoorist, arvutasid inglane Adams ja prantslane Leverrier universaalse gravitatsiooni seadust kasutades välja selle planeedi asukoha taevas. Adams oli oma arvutused varakult lõpetanud, kuid vaatlejad, kellele ta oma tulemusi teatas, ei kiirustanud kontrollimisega. Vahepeal näitas Leverrier oma arvutused lõpetanud Saksa astronoomile Hallele koha, kust tundmatut planeeti otsida. Kohe esimesel õhtul, 28. septembril 1846, avastas Halle, suunates teleskoobi näidatud asukohta, uue planeedi! Ta sai nimeks Neptuun. See oli esimene planeet, mis avastati mitte taevavaatluste, vaid matemaatiliste arvutuste tulemusena (nagu öeldakse, "pliiatsi otsas"). Pluuto avastati samal viisil 1930. aastal.

Miks kukuvad kõik esemed maha, kui kaotavad toetuspunkti ja püsti hüpanud inimene satub uuesti maapinnale? Vastus sellele küsimusele peitub tasapinnas ja seda seletatakse gravitatsiooniga (ladina keelest tõlgituna - “raske”, “kaalukas”) või teisisõnu gravitatsiooniga, mateeria lahutamatu omadusega. Selle nähtuse olemus seisneb selles, et kõik kehad tõmbavad üksteist. Näiteks Maa hoiab oma gravitatsioonijõuga endal absoluutselt kõike: puid, maju, inimesi, vett jne. Tänu gravitatsioonile me kõnnime, mitte ei lenda universumi ruumi.

Mis on gravitatsioonijõud, kui seda pole näha ega tunda? Fakt on see, et see on väga peen interaktsioon, mis sõltub nii objektide vahelisest kaugusest kui ka nende massist. Kui objekti mass on väike, on selle raskusjõud vastavalt nõrk. Seetõttu võime väikestest objektidest rääkides öelda, et see puudub täielikult. Isegi selliste suurte kehade puhul nagu mäed, on gravitatsioon maaga võrreldes vaid 0,001%.

Kui aga arvestada tähti ja planeete, muutub gravitatsioonijõud märgatavaks, sest nende suurus ja kaal on kordades suuremad kui meid ümbritsev. Ja põhjus, miks kõik objektid alla kukuvad, on seletatav asjaoluga, et meie Maa mass on palju suurem kui inimese või mõne muu objekti mass. IN

Seetõttu satub langenud leht põrandale ja ei tõmba teda mõne lähedal asuva keha poole. Kuigi gravitatsioon sõltub kaugusest (mida lähemal on objektid üksteisele, seda tugevam on nende vastastikune külgetõmbejõud), on planeedi massil gravitatsioonile siiski olulisem mõju.

Nüüd võib tekkida küsimus: miks kõik objektid kukuvad alla, aga Kuu mitte? Seda nähtust seletatakse asjaoluga, et Maa ümber toimuva pideva liikumise tõttu hoitakse seda gravitatsiooni mõju all. Kui nüüd Kuu seisaks ja ei pöörleks, siis nagu iga teine ​​objekt, langeks ka see vastavalt füüsikaseadustele.

Universaalse gravitatsiooni põhimõtte avastas inglise teadlane Newton. Ta oli esimene, kes tõestas selle olemasolu ja mõju kõigile Universumi objektidele. Just see jõud paneb kõik planeedid ümber Päikese liikuma, inimese maa peal kõndima ja õuna alla kukkuma.

Gravitatsiooniseadus (see ütleb ka: kõik kehad on suunatud Maa keskpunkti poole, saavad kiirenduse. Sellel avastusel oli tohutu mõju arengule ja kogu inimkonnale. Tänu sellele saavad teadlased suure täpsusega kindlaks teha kosmiliste kehade mass ja asend, automaatsed seadmed ja nende liikumise trajektoor taevas mitukümmend aastat ette See seadus seletab, miks kõik objektid alla kukuvad, miks vesi ei pritsi kosmosesse, nagu juhtub avastama uusi universumeid mitte ainult vaatluste, vaid ka matemaatiliste arvutuste abil.

Gravitatsioon, tuntud ka kui külgetõmme või gravitatsioon, on mateeria universaalne omadus, mis on kõigil universumi objektidel ja kehadel. Gravitatsiooni olemus seisneb selles, et kõik materiaalsed kehad tõmbavad enda ümber kõiki teisi kehasid.

Maa gravitatsioon

Kui gravitatsioon on üldine mõiste ja kvaliteet, mis on kõigil universumi objektidel, siis gravitatsioon on selle kõikehõlmava nähtuse erijuht. Maa tõmbab enda poole kõik sellel asuvad materiaalsed objektid. Tänu sellele saavad inimesed ja loomad ohutult üle maa liikuda, jõed, mered ja ookeanid võivad jääda nende kallastele ning õhk ei saa lennata üle kosmose avaruste, vaid moodustada meie planeedi atmosfääri.

Tekib õiglane küsimus: kui kõigil objektidel on gravitatsioon, siis miks meelitab Maa inimesi ja loomi enda poole, mitte vastupidi? Esiteks, me tõmbame ka Maa enda poole, lihtsalt selle külgetõmbejõuga võrreldes on meie gravitatsioon tühine. Teiseks sõltub gravitatsioonijõud otseselt keha massist: mida väiksem on keha mass, seda väiksemad on selle gravitatsioonijõud.

Teine näitaja, millest tõmbejõud sõltub, on objektide vaheline kaugus: mida suurem on kaugus, seda väiksem on gravitatsiooni mõju. Ka tänu sellele liiguvad planeedid oma orbiitidel ega kuku üksteise peale.

On tähelepanuväärne, et Maa, Kuu, Päike ja teised planeedid võlgnevad oma sfäärilise kuju just gravitatsioonijõule. See toimib tsentri suunas, tõmmates enda poole ainet, mis moodustab planeedi "keha".

Maa gravitatsiooniväli

Maa gravitatsiooniväli on jõu-energia väli, mis moodustub meie planeedi ümber kahe jõu toimel:

• gravitatsioon;
• tsentrifugaaljõud, mille välimus on tingitud Maa pöörlemisest ümber oma telje (päevane pöörlemine).

Kuna nii gravitatsioon kui ka tsentrifugaaljõud toimivad pidevalt, on gravitatsiooniväli pidev nähtus.

Välja mõjutavad veidi Päikese, Kuu ja mõnede teiste taevakehade gravitatsioonijõud, aga ka Maa atmosfäärimassid.

Universaalse gravitatsiooni seadus ja Sir Isaac Newton

Inglise füüsik Sir Isaac Newton nägi kuulsa legendi järgi ühel päeval päeval aias jalutades taevas Kuud. Samal ajal kukkus oksa küljest õun. Newton uuris siis liikumisseadust ja teadis, et õun langeb gravitatsioonivälja mõju alla ja Kuu pöörleb ümber Maa.

Ja siis jõudis hiilgav teadlane, saades valgust ülevaate, välja idee, et võib-olla kukub õun maapinnale, alludes samale jõule, tänu millele on Kuu oma orbiidil, ega torma juhuslikult kogu galaktikas. Nii avastati universaalse gravitatsiooni seadus, tuntud ka kui Newtoni kolmas seadus.

Matemaatiliste valemite keeles näeb see seadus välja järgmine:

F=GMm/D 2 ,

Kus F- kahe keha vastastikuse gravitatsiooni jõud;

M- esimese keha mass;

m- teise keha mass;

D 2- kahe keha vaheline kaugus;

G- gravitatsioonikonstant on võrdne 6,67x10 -11.