XVII-XVIII əsrlərin əvvəllərində Britaniyada böyük müşahidə gücü ilə seçilən alim İsaak Nyuton yaşayırdı. Elə oldu ki, almaların budaqlardan yerə düşdüyü bağın görünüşü ona ümumdünya cazibə qanununu kəşf etməyə kömək etdi. Hansı qüvvə dölün planetin səthinə daha sürətli və daha sürətli hərəkət etməsinə səbəb olur, bu hərəkət hansı qanunlara əsasən baş verir? Gəlin bu suallara cavab verməyə çalışaq.
Və bir vaxtlar sovet təbliğatının vəd etdiyi kimi bu alma ağacları Marsda bitsəydi, o zaman o payız necə olardı? Marsda, planetimizdə, Günəş sisteminin digər cisimlərində sərbəst düşmənin sürətlənməsi… Bu nədən asılıdır, hansı dəyərlərə çatır?
Sərbəst eniş sürətləndirilməsi
Məşhur Piza qülləsində diqqəti çəkən nədir? Tilt, memarlıq? Bəli. Ondan müxtəlif əşyaları atmaq da rahatdır, bunu 17-ci əsrin əvvəllərində məşhur italyan tədqiqatçısı Galileo Galilei etdi. Hər cür gizmosları yerə ataraq, payızın ilk anlarında ağır topun yavaş-yavaş hərəkət etdiyini, sonra sürətinin artdığını gördü. Tədqiqatçı hansı riyazi qanunla maraqlandısürət dəyişikliyi baş verir.
Daha sonra digər tədqiqatçılar da daxil olmaqla aparılmış ölçmələr göstərdi ki, düşən cismin sürəti:
- düşmənin 1 saniyəsi üçün 9,8 m/s-ə bərabər olur;
- 2 saniyə - 19,6 m/s;
- 3 – 29,4 m/s;
- …
- n saniyə – n∙9,8 m/s.
9,8 m/s∙s-lik bu dəyər "sərbəst düşmə sürəti" adlanır. Marsda (Qırmızı Planet) və ya başqa planetdə sürətlənmə eynidir, ya yox?
Marsda niyə fərqlidir
Dünyaya ümumdünya cazibəsinin nə olduğunu izah edən İsaak Nyuton sərbəst düşmə sürətlənməsi qanununu formalaşdıra bildi.
Laboratoriya ölçmələrinin dəqiqliyini yeni səviyyəyə qaldıran texnologiyanın inkişafı ilə elm adamları Yer planetində cazibə qüvvəsinin sürətlənməsinin o qədər də sabit dəyər olmadığını təsdiqləyə bildilər. Beləliklə, qütblərdə daha böyük, ekvatorda isə azdır.
Bu tapmacanın cavabı yuxarıdakı tənlikdədir. Fakt budur ki, yer kürəsi, dəqiq desək, tam kürə deyil. Qütblərdə bir qədər yastılaşmış ellipsoiddir. Qütblərdə planetin mərkəzinə olan məsafə daha azdır. Mars kütlə və ölçü baxımından dünyadan necə fərqlənir… Üzərinə sərbəst düşmə sürəti də fərqli olacaq.
Nyuton tənliyindən və ümumi biliklərdən istifadə:
- Mars planetinin kütləsi − 6, 4171 1023 kq;
- orta diametri − 3389500 m;
- qravitasiya sabiti − 6, 67∙10-11m3∙s-2∙kg-1.
Marsda sərbəst düşmə sürətini tapmaq çətin olmayacaq.
g Mars=G∙M Mars / RMars 2.
g Mars=6, 67∙10-11∙6, 4171 1023/ 33895002=3,71 m/s2.
Qəbul edilən dəyəri yoxlamaq üçün istənilən istinad kitabına baxa bilərsiniz. Cədvəllə üst-üstə düşür, yəni hesablama düzgün aparılıb.
Qravitasiya səbəbindən sürətlənmə çəki ilə necə əlaqəlidir
Çəki kütləsi olan hər hansı cismin planetin səthinə basdığı qüvvədir. O, nyutonla ölçülür və kütlənin məhsuluna və sərbəst düşmə sürətinə bərabərdir. Marsda və istənilən başqa planetdə təbii ki, yerdən fərqli olacaq. Belə ki, Ayda cazibə qüvvəsi planetimizin səthindən altı dəfə azdır. Bu, hətta təbii peykə enən astronavtlar üçün müəyyən çətinliklər yaradırdı. Kenquru təqlid edərək hərəkət etmək daha rahat oldu.
Beləliklə, hesablandığı kimi, Marsda sərbəst düşmə sürəti 3,7 m/s2 və ya Yerin 3,7 / 9,8=0,38-dir.
Və bu o deməkdir ki, Qırmızı Planetin səthindəki hər hansı obyektin çəkisi Yerdəki eyni cismin çəkisinin yalnız 38%-i olacaq.
Necə və harada işləyir
Gəlin Kainatda zehni səyahət edək və planetlərdə və digər kosmik cisimlərdə sərbəst düşmə sürətini tapaq. NASA astronavtları yaxın onilliklər ərzində asteroidlərdən birinə enməyi planlaşdırırlar. Günəş sistemindəki ən böyük asteroid olan Vesta-nı götürək (Ceres daha böyük idi, lakin bu yaxınlarda “rütbədə yüksəldilmiş” cırtdan planetlər kateqoriyasına köçürüldü).
g Vesta=0,22 m/s2.
Bütün kütləvi cisimlər 45 dəfə yüngülləşəcək. Belə kiçik bir cazibə ilə səthdə hər hansı bir iş problemə çevriləcəkdir. Ehtiyatsız bir sıçrayış və ya tullanma astronavtı dərhal bir neçə on metr yuxarı atacaq. Asteroidlərdə faydalı qazıntıların çıxarılması planları haqqında nə deyə bilərik. Ekskavator və ya qazma qurğusu sözün əsl mənasında bu kosmik qayalara bağlanmalı olacaq.
İndi isə digər ekstremal. Özünüzü bir neytron ulduzunun səthində təsəvvür edin (diametri təxminən 15 km olan günəş kütləsi olan bir cisim). Beləliklə, anlaşılmaz bir şəkildə astronavt bütün mümkün diapazonların miqyasından kənar radiasiyadan ölməzsə, onun gözləri qarşısında aşağıdakı şəkil görünəcək:
g n.stars=6, 67∙10-11∙1, 9885 1030/ 75002=2 357 919 111 111 m/s2.
Bu unikal kosmik obyektin səthində 1 qram ağırlığında bir sikkənin çəkisi 240 min ton olacaq.
