Გრავიტაციული ძალები: მათი გაანგარიშების ფორმულის გამოყენების კონცეფცია და მახასიათებლები

გრავიტაციული ძალები წარმოადგენენ ერთ-ერთი ოთხი ძირითადი ტიპის ძალებს, რომლებიც წარმოადგენენ თავიანთ მრავალფეროვნებას სხვადასხვა ორგანოსა და დედამიწაზე. გარდა ამისა, ისინი მაინც გამოირჩევიან ელექტრომაგნიტური, სუსტი და ბირთვული (ძლიერი). ალბათ, ეს იყო მათი არსებობა, რომ კაცობრიობა პირველად მიხვდა. დედამიწის სიმძიმის ძალა ადრევე ცნობილი იყო. თუმცა, საუკუნეების მანძილზე გავიდა ადამიანი, რომ ამგვარი ურთიერთქმედება არა მხოლოდ დედამიწას და ნებისმიერ სხეულს შორის, არამედ სხვადასხვა ობიექტებს შორისაა. პირველმა გაიგოს, თუ როგორ მუშაობდა გრავიტაციული ძალები ინგლისელი ფიზიკოსი ი. ნიუტონი. ეს იყო ის, ვინც ყველას მოუტანა ყველას, რომ ცნობილია უნივერსალური გრავიტაციის კანონი.

გრავიტაციული ძალის ფორმულა

ნიუტონმა გადაწყვიტა გაეცნოს კანონებს, რომლითაც პლანეტები გადადიან სისტემაში. შედეგად, ის მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ მზის გარშემო არსებულ ციური სხეულების როტაცია შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ გრავიტაციული ძალები მას და პლანეტებს შორის მოქმედებს. ხვდებიან, რომ სხვა კოსმოსური ორგანოები განსხვავდებიან მხოლოდ მათი ზომისა და მასის მიხედვით, მეცნიერებმა შემდეგი ფორმულა წარმოადგინეს:

F = fx (მ ₁ xm ₂ ) / r ² , სადაც:

• M ₁ , m ₂ არის ორი სხეულის მასა;
• R არის მანძილი მათ შორის სწორი ხაზით;
• F არის გრავიტაციული მუდმივი, რომლის ღირებულებაა 6.668 x 10 ^-8 სმ ³ / გრ x ² .

ამდენად, შეიძლება ითქვას, რომ ნებისმიერი ორი ობიექტი იზიდავს ერთმანეთს. გრავიტაციული ძალის მუშაობა მისი მასშტაბის პირდაპირ პროპორციულია ამ ორგანოების მასათა პროპორციულად და მათ შორის მანძილის პროპორციულად.

ფორმულის გამოყენების მახასიათებლები

ერთი შეხედვით, როგორც ჩანს, საკმაოდ ადვილია მოზიდვის კანონის მათემატიკური აღწერა. თუმცა, თუ ფიქრობთ ამის შესახებ, ეს ფორმულა აზრი მხოლოდ ორი მასისთვისაა განპირობებული, რომელთა ზომები მათ შორის მანძილთან შედარებით მცირეა. და იმდენად, რომ ისინი შეიძლება იყოს ორი ქულა. და როგორ უნდა იყოს, როდესაც მანძილი შეესაბამება ზომის ორგანოებს და მათ აქვთ არარეგულარული ფორმა? ისინი გაყოფა მათ ნაწილებად, განსაზღვრავენ მათ შორის გრავიტაციული ძალებს და გამოთვლიან შედეგს? თუ ასეა, რამდენი ქულა უნდა მივიღო გამოთვლა? როგორც ხედავთ, ყველაფერი ისე მარტივია. და თუ გავითვალისწინებთ (მათემატიკის თვალსაზრისით), რომ არ არსებობს განზომილების წერტილი, მაშინ ეს სიტუაცია უიმედოდ ჩანს. საბედნიეროდ, მეცნიერებმა ამ შემთხვევაში გაანგარიშებინათ გზა. ისინი იყენებენ ინტეგრალური და დიფერენციალური კალკარის აპარატს . მეთოდის არსი ის არის, რომ ობიექტი დაყოფილია უსასრულო რაოდენობის მცირე კუბურები, რომელთა მასები კონცენტრირებულია მათ ცენტრებში. ამის შემდეგ ფორმულა ხორციელდება შედეგად მიღებული ძალის გამოსაყენებლად და გამოიყენება შეზღუდვის გარდამავალი, რომლის დროსაც თითოეული შემადგენელი ელემენტის მოცულობა მცირდება წერტილიდან (ნულოვანი) და ამ ელემენტების რიცხვი უსასრულობას მიაღწევს. ამ ტექნიკის წყალობით, გარკვეული მნიშვნელოვანი დასკვნები იქნა მიღებული.

1. თუ სხეული არის სფერო (სფერო), რომლის სიმჭიდროვე ერთგვაროვანია, მაშინ ის სხვა ობიექტს იზიდავს, თითქოს მთელი მასა მისი ცენტრში კონცენტრირებულია. ამიტომ, გარკვეული შეცდომით, ეს დასკვნა შეიძლება გამოყენებულ იქნას პლანეტებზე.
2. როდესაც ობიექტის სიმკვრივე ხასიათდება ცენტრალური სფერული სიმეტრიით, იგი ურთიერთქმედებს სხვა ობიექტებთან, თითქოს მთლიანი მასა სიმეტრიული წერტილია. ამდენად, თუ თქვენ მიიღებთ ღრუ ბურთებს (მაგალითად, ფეხბურთის ბურთი) ან რამდენიმე წყობილი ბურთებს (მატრიოშკას თოჯინებს), ისინი მოიზიანებენ სხვა ორგანოებს, ისევე როგორც მატერიალური წერტილი მათი საერთო მასით და მდებარეობს ცენტრი.