Dünya çeker, Güneş, Ay, gezegenler, yıldızlar - dev gök cisimleri - çeker. Etrafımızdaki küçük nesneler bizi çeker mi? İşte sokakta yan yana duran iki kamyon - aralarında herhangi bir çekim var mı? Odanızda dolaplar, masalar, sandalyeler var; birbirlerini çekiyorlar mı? Daha küçük nesneler daha da küçük nesneleri (kitaplar, masanın üzerine konan tabaklar) çeker mi? Son olarak, biz kendimiz çekici miyiz?
Evet, tüm bu nesneler çekiyor, ancak genellikle bunu fark etmiyoruz. Yer çekimi kanunu evrensel bir doğa kanunudur. Küçük bedenlerin çekiciliği neden farkedilemez? Her şeyden önce çok küçük olduğu için. Sonuçta çekim kuvveti cisimlerin kütlesine bağlıdır. Dünyanın kütlesi muazzamdır; binlerce milyarlarca milyarlarca ton. Çevremizdeki nesnelerin kütlesi ve dolayısıyla çekim kuvveti bununla karşılaştırıldığında ne kadar önemsizdir! Mesafe de önemlidir. Küçük nesnelerin çekim etkisinin fark edilebilmesi için dolaplarımız veya plakalarımız arasındaki mesafe bunun için çok fazladır.
İşte küçük cisimlerin dünyasındaki yerçekimi kuvvetinin bazı örnekleri. Yol kenarında birbirinden 100 m uzaklıkta duran 25.000 ton kütleli iki gemi bile birbirini 400 g kuvvetle çekiyor.Aynı mesafedeki 50 tonluk iki araba arasında çekim kuvveti 0,0016 g. Daha az kütleli nesneler için daha küçük bir mesafedeki çekim dikkate alınmalıdır. Merkezleri arasında 1 m uzaklıkta bulunan her biri 1 tonluk iki ağır metal top arasındaki çekim kuvveti gramın binde 6 2/3'üdür. Ve 1 m'lik aynı mesafedeki ortalama ağırlıktaki iki kişi birbirini gramın yalnızca yüz binde biri kadar bir kuvvetle çekiyor. Böyle bir "güç" ince bir ağı bile kırmaz. Ancak her biri 100 g olan iki elma da birbirini çeker, ancak 10 cm mesafede bile aralarındaki çekim kuvveti gramın yalnızca 250 milyonda biri kadardır.
Bizi çevreleyen küçük nesneler arasındaki çekim kuvvetleri ne kadar küçük olursa olsun, yine de bir şekilde kendilerini göstermeleri gerekir. Tüm kuvvetler gibi, nesneleri hareket ettirebiliyor ve çok yavaş da olsa birbirlerine yaklaşmalarına neden olabiliyorlardı. Odadaki mobilyalarımız ve diğer eşyalarımız yavaş yavaş birbirine yaklaşacak ve tek bir yerde toplanacaktı. Masaya konulan tabaklar da birbirine daha yakın olmalı...
Bu neden olmuyor? Sürtünmenin karıştığı ortaya çıktı. Sürtünme kuvvetleri mobilya ayakları ile zemin arasında, bulaşıklar ile masa örtüsü arasında etki ederek hareketi engeller. Bu durumda sürtünme kuvveti küçük cisimler arasındaki çekim kuvvetinden çok daha büyüktür. 1 m uzaklıktaki iki kişinin birbirini gramın yüz binde biri kadar bir kuvvetle çektiğini gördük. Ayak tabanları ile yer arasındaki sürtünmenin üstesinden gelmek için en az 20 kg'lık, yani yaklaşık bir milyar kat daha fazla bir kuvvete ihtiyaç vardır!
Şimdi herhangi bir sürtünme olmasaydı, herhangi bir nedenle ortadan kaybolsaydı, tablo tamamen farklı olurdu. Ayaklarımızın girintileri zeminde kayacağı ve oradan itilemeyeceği için yürüyemezdik. Ulaşım da duracaktı. Her şey sürtünmeyle bir arada tutulduğu için çiviler düşer, vidalar gevşer, kumaşlar parçalanır, elbiseler omuzlarımızdan düşüp çözülür.
Sürtünmenin olmadığı bu hayali dünyada, küçük nesneler arasındaki çekim fark edilebilir. Bu onların birbirine yaklaşmasına neden olacaktır. Yataklarımızın, masalarımızın ve sandalyelerimizin yavaş yavaş birbirine doğru kaymaya başladığını ve sonunda ortak bir yığın halinde bir araya toplandığını fark edersek şaşırırdık.
Doğru, ihmal edilebilir çekim kuvveti onları harekete geçireceğinden, nesnelerin birbirine doğru çok yavaş sürüneceği doğrudur. Ancak hız yavaş yavaş artacaktı. Yani, birbirinden 2 m mesafede duran iki kişi, ilk saatte sadece 3 cm yaklaşacaktır, ancak ikinci saatte - zaten 9 cm ve üçüncü saatte 15 cm ve sadece beşten sonra. saatlerde birbirleriyle yakın temasa geçeceklerdi. Yaklaşma hızı her saniye ve sabit bir güçle artacaktı. Ancak bu durumda mesafe azaldıkça çekim kuvveti artacaktır. Bu da yakınlaşmanın daha hızlı gerçekleşmesini sağlayacaktır.
Nesneler ve destekleri arasındaki sürtünme kuvvetinin ağırlıklarına, yani Dünya'nın yerçekimi kuvvetine bağlı olduğunu unutmayın.
Dünya'nın yakınlığı ve muazzam yerçekiminin, küçük cisimler arasındaki çekim eylemini engelleyen büyük sürtünmeye neden olduğu ortaya çıktı. Ve bu nedenle, Dünya'dan ve diğer büyük kozmik cisimlerden uzakta, yıldızlararası uzayda bir yerde, küçük nesneler arasındaki çekim (kısa mesafelerde) daha belirgin olacak ve onların yavaşça birbirlerine doğru hareket etmelerine neden olacaktır.
Çekim veya çekim olarak da bilinen yerçekimi, Evrendeki tüm nesnelerin ve cisimlerin sahip olduğu maddenin evrensel bir özelliğidir. Yer çekiminin özü, tüm maddi cisimlerin etraflarındaki diğer tüm cisimleri çekmesidir.
Yer çekimi
Eğer yerçekimi, evrendeki tüm nesnelerin sahip olduğu genel bir kavram ve nitelik ise, o zaman yerçekimi, bu kapsamlı olgunun özel bir durumudur. Dünya, üzerinde bulunan tüm maddi nesneleri kendine çeker. Bu sayede insanlar ve hayvanlar dünya üzerinde güvenli bir şekilde hareket edebiliyor, nehirler, denizler ve okyanuslar kıyılarında kalabiliyor ve hava uçsuz bucaksız uzayda uçamıyor, gezegenimizin atmosferini oluşturuyor.
Adil bir soru ortaya çıkıyor: Eğer tüm nesnelerin yerçekimi varsa, neden Dünya insanları ve hayvanları kendine çekiyor da tam tersi olmuyor? Birincisi, biz de Dünya'yı kendimize çekiyoruz, sadece onun çekim kuvvetiyle karşılaştırıldığında yerçekimimiz ihmal edilebilir. İkincisi, yerçekimi kuvveti doğrudan vücudun kütlesine bağlıdır: Vücudun kütlesi ne kadar küçükse, yerçekimi kuvvetleri de o kadar düşük olur.
Çekim kuvvetinin bağlı olduğu ikinci gösterge nesneler arasındaki mesafedir: mesafe ne kadar büyük olursa yerçekiminin etkisi o kadar az olur. Bu sayede gezegenler kendi yörüngelerinde hareket eder ve birbirlerinin üzerine düşmezler.
Dünya, Ay, Güneş ve diğer gezegenlerin küresel şekillerini tam olarak yerçekimi kuvvetine borçlu olmaları dikkat çekicidir. Merkez yönünde hareket ederek gezegenin "bedenini" oluşturan maddeyi kendisine doğru çeker.
Dünyanın yerçekimi alanı
Dünyanın yerçekimi alanı, iki kuvvetin etkisi nedeniyle gezegenimizin etrafında oluşan bir kuvvet enerji alanıdır:
- yer çekimi;
- Görünüşünü Dünya'nın kendi ekseni etrafında dönmesine (günlük dönüş) borçlu olan merkezkaç kuvveti.
Hem yerçekimi hem de merkezkaç kuvveti sürekli olarak etki ettiğinden, yerçekimi alanı sabit bir olgudur.
Alan, Güneş, Ay ve diğer bazı gök cisimlerinin çekim kuvvetlerinden ve ayrıca Dünya'nın atmosferik kütlelerinden biraz etkilenir.
Evrensel çekim yasası ve Sir Isaac Newton
Ünlü bir efsaneye göre İngiliz fizikçi Sir Isaac Newton, bir gün gündüz vakti bahçede dolaşırken gökyüzünde Ay'ı görmüştür. Bu sırada daldan bir elma düştü. Newton o zamanlar hareket yasasını inceliyordu ve bir elmanın yerçekimi alanının etkisi altına girdiğini ve Ay'ın Dünya'nın etrafındaki yörüngede döndüğünü biliyordu.
Ve sonra içgörüyle aydınlanan parlak bilim adamı, belki de elmanın yere düştüğü, Ay'ın yörüngesinde olduğu aynı kuvvete itaat ettiği ve galakside rastgele hızla ilerlemediği fikrini ortaya attı. Newton'un Üçüncü Yasası olarak da bilinen evrensel çekim yasası bu şekilde keşfedildi.
Matematiksel formüller dilinde bu yasa şöyle görünür:
F=GMm/D 2 ,
Nerede F- iki cisim arasındaki karşılıklı çekim kuvveti;
M- birinci cismin kütlesi;
M- ikinci cismin kütlesi;
2- iki cisim arasındaki mesafe;
G- yerçekimi sabiti 6,67x10 -11'e eşittir.
Bir zamanlar ünlü Fransız fizikçi ve gökbilimci Arago, eğer bir kişi düşen cisimleri sürekli gözlemlemiyorsa, o zaman dünyanın yerçekimi kuvvetinin onun için en şaşırtıcı fenomen olacağını söylemişti. Çoğu zaman pek çok şeyin farkına varmayız çünkü onlara uzun zamandır alışığız. Ve eğer bize yerçekimi kuvvetinin herhangi iki cisim arasında hareket ettiği söylenirse, buna inanmak oldukça zordur, çünkü günlük yaşamda bunu göremiyoruz. Bu neden oluyor?
Her yerde bulunan ve görünmez yerçekimi kuvvetleri
Neden insanlar, arabalar, taşlar birbirini çekmiyor? Bunun nedeni küçük cisimler arasındaki çekim kuvvetinin çok küçük olmasıdır. Bunu göstermenin en kolay yolu açık bir örnektir. İki kişinin iki metre mesafede karşılıklı durduğunu varsayalım. Her ikisinin de ortalama ağırlığa sahip olduğunu varsayarsak aralarındaki çekim kuvveti miligramın yüzde birinden az olacaktır. Her cihaz böyle bir etkiyi kaydedemez. Temel olarak, 1/100.000 gramlık bir ağırlığın teraziye uyguladığı basınç kuvvetine eşittir. Bu nedenle, böyle bir etkinin insanları yerlerinden hareket ettiremeyeceği açıktır, çünkü tabanlarının dünya yüzeyindeki vücut ağırlığının yaklaşık% 30'una eşit sürtünme kuvveti müdahale etmektedir. Ahşap zemin üzerinde duran bir kişiyi hareket ettirmek için en az 20 kg'lık bir kuvvet uygulamanız gerekecektir. Bu değeri miligramın yüzde biri ile karşılaştırdığımızda, gerçek hayatta farklı nesneler arasındaki çekim kuvvetinin ihmal edilebilecek düzeyde olduğu ortaya çıkıyor.
Sürtünme kuvveti olmasaydı...
Biraz hayal edelim. Sürtünme kuvvetinin aniden ortadan kalktığını düşünelim. O zaman yukarıda açıklanan örnekte ne olur? Yerçekimi kuvveti kolayca eylem halinde kendini gösterebilir, ancak büyüklüğünün küçük olması nedeniyle iki kişinin yakınlaşması çok çok yavaş gerçekleşir. Yani, ilk 60 dakika boyunca birbirlerine sadece 3 cm, bir saat sonra 9 cm ve üç saat sonra 15 cm kadar yaklaşıyorlardı. Yaklaşın, en az beş saat sürecek.
Hadi uzaya gidelim
Küçük cisimlere göre önemsiz olan çekim kuvveti, devasa kütleye sahip gök cisimlerinden söz edersek etkileyici değerlere ulaşır. Yani güneş sistemimizin neredeyse en ucunda bulunan Neptün gibi uzak bir gezegenin bile Dünya'ya 18.000.000 ton kadar etkisi var! Güneş 150 milyon km uzaktadır. Bu mesafe çok büyük görünüyor, ancak gezegenimizi sıkı bir şekilde yörüngede tutan yerçekimi kuvveti olmasaydı, Dünya uzun zaman önce dünya uzayının dipsiz derinliklerine doğru koşmaya başlardı.
Gök cisimleri neden çarpışmaz?
Uzayda yerçekiminin etkisi bu kadar güçlüyse yıldızların çarpışmasını engelleyen şey nedir? Bu soru Newton'a soruldu. Prensip olarak, eğer gök cisimleri sabit olsaydı, er ya da geç tek bir yığın halinde birleşirlerdi. Ancak gezegenler, yıldızlar ve galaksiler hareket ettiği için bu gerçekleşmez. Dairesel veya uzun yörüngelerini tanımlarken kendilerini çeken kütle merkezlerine "düşüyor" ve sürekli "ıskalıyor" gibi görünüyorlar. Üstelik aralarındaki yerçekimi o kadar küçüktür ki pratikte hareketlerine müdahale etmez.
Neden tüm nesneler destek noktalarını kaybedince yere düşüyor ve sıçrayan kişi tekrar yere düşüyor? Bu sorunun cevabı düzlemde yatmaktadır ve yerçekimi (Latince'den çevrilmiş - "ağır", "ağır") veya başka bir deyişle, maddenin ayrılmaz bir özelliği olan yerçekimi ile açıklanmaktadır. Bu olgunun özü tüm bedenlerin birbirini çekmesidir. Örneğin, Dünya, yerçekimi kuvvetiyle kesinlikle her şeyi kendi üzerinde tutar: ağaçlar, evler, insanlar, su vb. Yerçekimi sayesinde Evrenin uzayına uçmak yerine yürüyoruz.
Görülemiyor ve hissedilemiyorsa yer çekimi kuvveti nedir? Gerçek şu ki bu, nesneler arasındaki mesafeye ve kütlelerine bağlı olarak çok incelikli bir etkileşimdir. Bir nesnenin kütlesi küçükse, yerçekimi kuvveti de buna bağlı olarak zayıf olacaktır. Dolayısıyla küçük nesnelerden bahsederken tamamen yok olduğunu söyleyebiliriz. Dağ gibi büyük cisimlerde bile yer çekimi dünyaya göre sadece %0,001'dir.
Ancak yıldızları ve gezegenleri düşünürsek, yerçekimi kuvveti fark edilir hale gelir çünkü onların boyutları ve ağırlıkları, etrafımızdakilerden kat kat daha fazladır. Ve tüm nesnelerin düşmesinin nedeni, Dünyamızın kütlesinin bir insanın veya başka bir nesnenin kütlesinden çok daha büyük olmasıyla açıklanmaktadır. İÇİNDE
Bu nedenle düşen yaprak yere düşecek ve yakındaki herhangi bir cisim tarafından çekilmeyecektir. Yerçekimi mesafeye bağlı olsa da (nesneler birbirine ne kadar yakınsa, karşılıklı çekimleri o kadar güçlü olur), yine de gezegenin kütlesinin yerçekimi üzerinde daha önemli bir etkisi vardır.
Şimdi şu soru ortaya çıkabilir: Neden tüm nesneler düşüyor ama Ay düşmüyor? Bu fenomen, Dünya etrafındaki sürekli hareket nedeniyle yerçekiminin etkisi altında tutulmasıyla açıklanmaktadır. Şimdi, eğer Ay ayakta dursaydı ve dönmezse, diğer nesneler gibi o da fizik yasalarına göre düşecekti.
Evrensel yerçekimi ilkesi İngiliz bilim adamı Newton tarafından keşfedildi. Evrenin tüm nesneleri üzerindeki varlığını ve etkisini kanıtlayan ilk kişi oydu. Bütün gezegenlerin Güneş etrafında dönmesini, insanın yeryüzünde yürümesini, bir elmanın yere düşmesini sağlayan da bu kuvvettir.
Yerçekimi kanunu (aynı zamanda şunu da söylüyor: tüm cisimler Dünya'nın merkezine doğru yönlendiriliyor ve ivme alıyor. Bu keşif, gelişme ve bir bütün olarak insanlık üzerinde büyük bir etkiye sahipti. Bu sayede bilim adamları, büyük bir doğrulukla kozmik cisimlerin kütlesi ve konumu, otomatik cihazlar ve onlarca yıl önceden gökyüzündeki hareketlerinin yörüngesi.Bu yasa, neden tüm nesnelerin düştüğünü, suyun neden olduğu gibi uzaya sıçramadığını açıklıyor.Ayrıca, izin veriyor Yeni Evrenleri yalnızca gözlem yoluyla değil, aynı zamanda matematiksel hesaplamalar yardımıyla da keşfetmenizi sağlar.
Yükleniyor...
