Qravitasiya qüvvələri: onların hesablanması üçün düsturun tətbiqi anlayışı və xüsusiyyətləri

2024 Müəllif: Angel Austin | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-02 17:41

Qravitasiya qüvvələri həm Yerdə, həm də ondan kənarda müxtəlif cisimlər arasında bütün müxtəlifliyi ilə özünü göstərən dörd əsas qüvvə növündən biridir. Onlara əlavə olaraq, elektromaqnit, zəif və nüvə (güclü) da fərqlənir. Yəqin ki, bəşəriyyət ilk növbədə onların varlığını dərk edib. Yerdən gələn cazibə qüvvəsi qədim zamanlardan məlumdur. Ancaq bir insanın bu cür qarşılıqlı əlaqənin təkcə Yer və hər hansı bir bədən arasında deyil, həm də müxtəlif obyektlər arasında baş verdiyini təxmin etməzdən əvvəl bütün əsrlər keçdi. Cazibə qüvvələrinin necə işlədiyini ilk başa düşən ingilis fiziki İ. Nyuton olmuşdur. Məhz o, indi hamıya məlum olan ümumdünya cazibə qanununu çıxardı.

Qravitasiya qüvvəsi düsturu

Nyuton planetlərin sistemdə hərəkət etdiyi qanunları təhlil etmək qərarına gəldi. Nəticədə, o, səmanın fırlanması qənaətinə gəldiGünəşin ətrafındakı cisimlər yalnız onunla planetlərin özləri arasında cazibə qüvvələri hərəkət etdiyi təqdirdə mümkündür. Səma cisimlərinin digər cisimlərdən yalnız ölçülərinə və kütləsinə görə fərqləndiyini dərk edən alim belə bir düstur çıxardı:

F=f x (m₁ x m₂) / r^{2, burada:}

• m₁, m_{2 iki cismin kütlələridir;}
• r – düz xətt üzrə aralarındakı məsafə;
• f qravitasiya sabitidir, dəyəri 6,668 x 10^-8 sm³/g x san ^2.

Beləliklə, hər hansı iki cismin bir-birinə cəlb olunduğunu iddia etmək olar. Cazibə qüvvəsinin miqyasında işi bu cisimlərin kütlələri ilə düz mütənasibdir və aralarındakı məsafə ilə tərs mütənasibdir, kvadratdır.

Düsturun tətbiqi xüsusiyyətləri

İlk baxışda belə görünür ki, cazibə qanununun riyazi təsvirindən istifadə etmək olduqca sadədir. Ancaq bu barədə düşünsəniz, bu düstur yalnız ölçüləri aralarındakı məsafə ilə müqayisədə əhəmiyyətsiz olan iki kütlə üçün məna kəsb edir. Və o qədər ki, iki xal üçün götürülə bilsinlər. Bəs məsafə cisimlərin ölçüsü ilə müqayisə edildikdə və onların özləri qeyri-müntəzəm formada olduqda necə? Onları hissələrə bölün, aralarındakı cazibə qüvvələrini təyin edin və nəticəni hesablayın? Əgər belədirsə, hesablama üçün neçə xal alınmalıdır? Gördüyünüz kimi, o qədər də sadə deyil.

Və nəzərə alsaq ki, (riyaziyyat baxımından)ölçüləri yoxdur, o zaman bu vəziyyət tamamilə ümidsiz görünür. Xoşbəxtlikdən elm adamları bu vəziyyətdə hesablamalar aparmağın bir yolunu tapdılar. Onlar inteqral və diferensial hesab aparatlarından istifadə edirlər. Metodun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, obyekt kütlələri mərkəzlərində cəmlənmiş sonsuz sayda kiçik kublara bölünür. Sonra nəticə qüvvəsini tapmaq üçün bir düstur tərtib edilir və limit keçidi tətbiq edilir, onun vasitəsilə hər bir tərkib elementinin həcmi bir nöqtəyə (sıfır) endirilir və belə elementlərin sayı sonsuzluğa meyllidir. Bu texnika sayəsində bəzi mühüm nəticələr əldə edildi.

1. Əgər cisim sıxlığı vahid olan kürədirsə (kürədirsə), o zaman bütün kütləsi onun mərkəzində cəmləşmiş kimi istənilən başqa cismi özünə çəkir. Odur ki, bəzi səhvlərlə bu nəticə planetlərə də tətbiq edilə bilər.
2. Cismin sıxlığı mərkəzi sferik simmetriya ilə səciyyələndirildikdə, onun bütün kütləsi simmetriya nöqtəsində olduğu kimi digər cisimlərlə qarşılıqlı əlaqədə olur. Beləliklə, içi boş bir top (məsələn, bir futbol topu) və ya bir-birinə daxil olan bir neçə top (məsələn, matryoshka kuklaları) götürsək, onlar ümumi kütləsi olan maddi bir nöqtənin etdiyi kimi digər cisimləri cəlb edəcəklər. və mərkəzdə yerləşir.