භෞතික විද්‍යාවේ අර්ථ දැක්වීමේ ආකර්ෂණ බලය යනු කුමක්ද? විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණය

වසර දහස් ගණනකට පෙර, බොහෝ වස්තූන් වේගයෙන් හා වේගයෙන් වැටෙන බවත් සමහරක් ඒකාකාරව වැටෙන බවත් මිනිසුන් දැක ඇති. නමුත් මෙම වස්තූන් හරියටම වැටෙන්නේ කෙසේද යන්න කිසිවෙකු උනන්දු නොවූ ප්‍රශ්නයක් විය. කෙසේ හෝ ඇයි දැයි සොයා බැලීමට ප්‍රාථමික මිනිසුන්ට ආශාවක් තිබුණේ කොතැනින්ද? ඔවුන් හේතු හෝ පැහැදිලි කිරීම් ගැන සිතා බැලුවහොත්, මිථ්‍යා විශ්වාස භීතිය වහාම ඔවුන් හොඳ සහ නරක ආත්මයන් ගැන සිතීමට සැලැස්සුවා. මෙම මිනිසුන් ඔවුන්ගේ භයානක ජීවිතය සමඟ බොහෝ සාමාන්‍ය සංසිද්ධි “හොඳ” ලෙසත් බොහෝ අසාමාන්‍ය සංසිද්ධි “නරක” ලෙසත් සැලකූ බව අපට පහසුවෙන් සිතාගත හැකිය.

ඔවුන්ගේ වර්ධනයේ සිටින සියලුම මිනිසුන් දැනුමේ බොහෝ අවධීන් හරහා ගමන් කරයි: මිථ්‍යා විශ්වාසවල විකාරයේ සිට විද්‍යාත්මක චින්තනය දක්වා. මුලදී, මිනිසුන් වස්තූන් දෙකක් සමඟ අත්හදා බැලීම් සිදු කළහ. නිදසුනක් වශයෙන්, ඔවුන් ගල් දෙකක් ගෙන නිදහසේ වැටීමට ඉඩ සලසා දුන් අතර, එම අවස්ථාවේදීම ඔවුන්ගේ දෑතින් ඒවා මුදා හැරියහ. ඉන්පසු ඔවුන් නැවතත් ගල් දෙකක් විසි කළා, නමුත් මෙවර තිරස් අතට දෙපැත්තට. ඉන්පසු ඔවුන් එක් ගලක් පැත්තට විසි කළ අතර, ඒ මොහොතේම ඔවුන් දෙවැන්න ඔවුන්ගේ දෑතින් මුදා හැරිය නමුත් එය සරලව සිරස් අතට වැටුණි. එවැනි අත්හදා බැලීම් වලින් මිනිසුන් ස්වභාවධර්මය ගැන බොහෝ දේ ඉගෙන ගෙන ඇත.

Fig.1

මනුෂ්‍යත්වය වර්ධනය වන විට, එය දැනුම පමණක් නොව, අගතීන් ද ලබා ගත්තේය. ශිල්පීන්ගේ වෘත්තීය රහස් සහ සම්ප්‍රදායන් ස්වභාවධර්මය පිළිබඳ සංවිධානාත්මක දැනුමක් ලබා දුන් අතර එය බලධාරීන්ගෙන් පැමිණි අතර පිළිගත් මුද්‍රිත කෘතිවල සංරක්ෂණය කර ඇත.

මෙය සැබෑ විද්‍යාවේ ආරම්භය විය. මිනිසුන් දිනපතා අත්හදා බැලීම් කළා, ශිල්ප ඉගෙනීම හෝ නව යන්ත්‍ර නිර්මාණය කිරීම. වැටෙන සිරුරු සමඟ අත්හදා බැලීම් වලින්, මිනිසුන් විසින් එකම වේලාවක අත්වලින් මුදා හරින ලද කුඩා හා විශාල ගල් එකම වේගයකින් වැටෙන බව තහවුරු කර ඇත. ඊයම්, රත්රන්, යකඩ, වීදුරු ආදිය කෑලි ගැන ද එයම කිව හැකිය. විවිධ ප්රමාණවලින්. එවැනි අත්හදා බැලීම් වලින් සරල සාමාන්‍ය රීතියක් නිගමනය කළ හැකිය: සිරුරු සෑදී ඇති ප්‍රමාණය හා ද්‍රව්‍ය නොසලකා සියලු ශරීරවල නිදහස් වැටීම එකම ආකාරයකින් සිදු වේ.

සංසිද්ධිවල හේතු සම්බන්ධතා නිරීක්ෂණය කිරීම සහ ප්රවේශමෙන් ක්රියාත්මක කරන ලද අත්හදා බැලීම් අතර දිගු පරතරයක් තිබිය හැකිය. ආයුධ වැඩිදියුණු කිරීමත් සමඟ නිදහසේ වැටෙන සහ විසි කරන ලද සිරුරු චලනය කිරීමට ඇති උනන්දුව වැඩි විය. හෙල්ල, ඊතල, කැටපෝල්ට් සහ ඊටත් වඩා නවීන "යුධ උපකරණ" භාවිතා කිරීම බැලිස්ටික් ක්ෂේත්‍රයෙන් ප්‍රාථමික හා නොපැහැදිලි තොරතුරු ලබා ගැනීමට හැකි විය, නමුත් මෙය විද්‍යාත්මක දැනුමට වඩා ශිල්පීන්ගේ වැඩ කිරීමේ නීතිවල ස්වරූපය ගත්තේය - ඒවා එසේ නොවීය. සකස් කළ අදහස්.

වසර දෙදහසකට පෙර ග්‍රීක ජාතිකයන් ශරීර නිදහසේ වැටීම සඳහා නීති රීති සකස් කර ඒවාට පැහැදිලි කිරීම් ලබා දුන් නමුත් මෙම නීති සහ පැහැදිලි කිරීම් පදනම් විරහිත විය. සමහර පුරාණ විද්‍යාඥයන් පෙනෙන විදිහට වැටෙන සිරුරු සම්බන්ධයෙන් තරමක් සාධාරණ අත්හදා බැලීම් සිදු කළ නමුත් ඇරිස්ටෝටල් (ක්‍රි.පූ. 340 පමණ) විසින් යෝජනා කරන ලද පුරාණ අදහස් මධ්‍යතන යුගයේ භාවිතා කිරීම ප්‍රශ්නය ව්‍යාකූල කළේය. තවද මෙම ව්‍යාකූලත්වය තවත් සියවස් ගණනාවක් පැවතුනි. වෙඩි බෙහෙත් භාවිතය ශරීර චලනය කෙරෙහි ඇති උනන්දුව බෙහෙවින් වැඩි විය. නමුත් ප්‍රායෝගිකව අනුකූලව පැහැදිලි නීති රීති ආකාරයෙන් බැලිස්ටික්වල මූලික කරුණු නැවත ප්‍රකාශ කළේ ගැලීලියෝ (1600 දී පමණ) පමණි.

ශ්‍රේෂ්ඨ ග්‍රීක දාර්ශනිකයෙක් සහ විද්‍යාඥයෙක් වූ ඇරිස්ටෝටල් පෙනෙන විදිහට බර සිරුරු සැහැල්ලු ඒවාට වඩා වේගයෙන් වැටෙන බව ජනප්‍රිය විශ්වාසය විය. ඇරිස්ටෝටල් සහ ඔහුගේ අනුගාමිකයින් යම් යම් සංසිද්ධි ඇතිවන්නේ ඇයි දැයි පැහැදිලි කිරීමට උත්සාහ කළ නමුත් සිදුවන්නේ කුමක්ද සහ එය සිදු වන්නේ කෙසේද යන්න නිරීක්ෂණය කිරීමට සැමවිටම සැලකිල්ලක් දැක්වූයේ නැත. සිරුරු වැටීමට හේතු ඇරිස්ටෝටල් ඉතා සරලව පැහැදිලි කළේය: ඔහු පැවසුවේ ශරීර පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ ස්වභාවික ස්ථානය සොයා ගැනීමට උත්සාහ කරන බවයි. සිරුරු වැටෙන ආකාරය විස්තර කරමින් ඔහු පහත පරිදි ප්‍රකාශ කළේය: “... ඊයම් කැබැල්ලක් හෝ රත්‍රන් කැබැල්ලක් හෝ බරින් යුත් වෙනත් සිරුරක් පහළට ගමන් කිරීම වේගවත් වන තරමට එහි ප්‍රමාණය විශාල වේ...”, “. ..එක් ශරීරයක් තවත් ශරීරයකට වඩා බරයි, එකම පරිමාවක් ඇත, නමුත් වේගයෙන් පහළට ගමන් කරයි...". කුරුලු පිහාටු වලට වඩා වේගයෙන් ගල් වැටෙන බවත්, ලී කැබලි sawdust වලට වඩා වේගයෙන් වැටෙන බවත් ඇරිස්ටෝටල් දැන සිටියේය.

14 වන ශතවර්ෂයේදී, පැරිසියේ දාර්ශනිකයන් පිරිසක් ඇරිස්ටෝටල්ගේ න්‍යායට එරෙහිව කැරලි ගැසූ අතර, සියවස් දෙකකට පසුව ගැලීලියෝට බලපෑම් කරමින්, පරම්පරාවෙන් පරම්පරාවට ගොස් ඉතාලියට ව්‍යාප්ත වූ වඩාත් සාධාරණ යෝජනා ක්‍රමයක් යෝජනා කළහ. පැරිසියානු දාර්ශනිකයන් කතා කළා වේගවත් චලනයසහ ගැන පවා නිරන්තර ත්වරණයපුරාණ භාෂාවෙන් මෙම සංකල්ප පැහැදිලි කිරීම.

ශ්‍රේෂ්ඨ ඉතාලි විද්‍යාඥ ගැලීලියෝ ගැලීලි පවතින තොරතුරු සහ අදහස් සාරාංශ කර ඒවා විවේචනාත්මකව විශ්ලේෂණය කර, පසුව විස්තර කර ඔහු සත්‍ය යැයි සැලකූ දේ බෙදා හැරීමට පටන් ගත්තේය. ඇරිස්ටෝටල්ගේ අනුගාමිකයන් වායු ප්‍රතිරෝධය නිසා ව්‍යාකූල වූ බව ගැලීලියෝ තේරුම් ගත්තේය. වායු ප්‍රතිරෝධය නොවැදගත් වන ඝන වස්තූන් එකම වේගයකින් වැටෙන බව ඔහු පෙන්වා දුන්නේය. ගැලීලියෝ මෙසේ ලිවීය: “... රන්, ඊයම්, තඹ, පෝර්ෆිරි සහ වෙනත් බර ද්‍රව්‍යවලින් සාදන ලද බෝලවල වාතයේ චලනය වීමේ වේගයේ වෙනස කෙතරම් නොවැදගත්ද යත්, රියන් සියයක් දුරින් රන් බෝලයක් නිදහසේ වැටේ. නියත වශයෙන්ම ඇඟිලි හතරකට නොඅඩු තඹ බෝලයක් අභිබවා යනු ඇත. මෙම නිරීක්ෂණය කිරීමෙන් පසු, කිසිදු ප්‍රතිරෝධයකින් සම්පූර්ණයෙන්ම තොර මාධ්‍යයක, සියලුම ශරීර එකම වේගයකින් වැටෙනු ඇතැයි මම නිගමනය කළෙමි. සිරුරු රික්තකයක් තුළ නිදහසේ වැටුණහොත් කුමක් සිදුවේදැයි උපකල්පනය කළ ගැලීලියෝ පරමාදර්ශී නඩුව සඳහා සිරුරු වැටීමේ පහත නීති ව්‍යුත්පන්න කළේය:

වැටෙන විට සියලුම ශරීර එකම ආකාරයකින් ගමන් කරයි: එකවර වැටීමට පටන් ගත් පසු, ඒවා එකම වේගයකින් ගමන් කරයි

චලනය "නිරන්තර ත්වරණය" සමඟ සිදු වේ; ශරීරයේ වේගය වැඩිවීමේ වේගය වෙනස් නොවේ, i.e. සෑම පසු තත්පරයක් සඳහාම ශරීරයේ වේගය එකම ප්රමාණයකින් වැඩි වේ.

ගැලීලියෝ පීසා හි ඇලෙන කුළුණේ මුදුනේ සිට සැහැල්ලු හා බර වස්තූන් විසි කිරීම පිළිබඳ විශිෂ්ට නිරූපණයක් කළ බවට ජනප්‍රවාදයක් ඇත (සමහරු පවසන්නේ ඔහු වානේ සහ ලී බෝල විසි කළ බවත් තවත් සමහරු ඒවා කිලෝග්‍රෑම් 0.5 සහ 50 බරැති යකඩ බෝල බව කියති) . එවැනි පොදු අත්දැකීම් පිළිබඳ විස්තරයක් නොමැති අතර ගැලීලියෝ නිසැකවම ඔහුගේ පාලනය මේ ආකාරයෙන් පෙන්නුම් කළේ නැත. ලී බෝලයක් යකඩ බෝලයක් පිටුපසින් වැටෙන බව ගැලීලියෝ දැන සිටි නමුත් අසමාන යකඩ බෝල දෙකක විවිධ වැටීමේ වේගය පෙන්වීමට උස කුළුණක් අවශ්‍ය බව ඔහු විශ්වාස කළේය.

ඉතින්, කුඩා ගල් විශාල ඒවාට වඩා තරමක් පිටුපසින් වැටෙන අතර, ගල් පියාසර කරන දුර වැඩි වන තරමට වෙනස වඩාත් කැපී පෙනේ. තවද මෙහි කාරණය ශරීරවල ප්‍රමාණය පමණක් නොවේ: එකම ප්‍රමාණයේ ලී සහ වානේ බෝල හරියටම සමාන නොවේ. වැටෙන සිරුරු පිළිබඳ සරල විස්තරයක් වායු ප්‍රතිරෝධය නිසා බාධා ඇති බව ගැලීලියෝ දැන සිටියේය. සිරුරුවල ප්‍රමාණය හෝ ඒවා සෑදී ඇති ද්‍රව්‍යයේ ඝනත්වය වැඩි වන විට, ශරීර චලනය වඩාත් ඒකාකාරී වන බව සොයා ගැනීමෙන් පසු, යම් උපකල්පනයක් මත පදනම්ව, පරමාදර්ශී නඩුව සඳහා රීතියක් සකස් කළ හැකිය. . නිදසුනක් ලෙස කඩදාසි පත්‍රයක් වැනි වස්තුවක් වටා ගලා යාමෙන් වායු ප්‍රතිරෝධය අඩු කිරීමට කෙනෙකුට උත්සාහ කළ හැකිය.

නමුත් ගැලීලියෝට එය අඩු කළ හැකි වූ අතර එය සම්පූර්ණයෙන්ම ඉවත් කිරීමට නොහැකි විය. එබැවින්, වායු ප්‍රතිරෝධය නිරන්තරයෙන් අඩුවීම පිළිබඳ සැබෑ නිරීක්ෂණවල සිට වායු ප්‍රතිරෝධයක් නොමැති කදිම අවස්ථාවට ගමන් කරමින් ඔහුට ඔප්පු කිරීමට සිදු විය. පසුකාලීනව, ආපසු බැලීමේ ප්‍රයෝජනය සමඟ, වාතය ප්‍රතිරෝධය ආරෝපණය කිරීමෙන් සැබෑ අත්හදා බැලීම්වල වෙනස්කම් පැහැදිලි කිරීමට ඔහුට හැකි විය.

ගැලීලියෝට පසුව, වායු පොම්ප නිර්මාණය කරන ලද අතර, එමඟින් රික්තයක් තුළ නිදහස් වැටීමක් සමඟ අත්හදා බැලීම් සිදු කිරීමට හැකි විය. මේ සඳහා නිව්ටන් දිගු වීදුරු බටයකින් වාතය පොම්ප කර කුරුල්ලෙකුගේ පිහාටුවක් සහ රන් කාසියක් එකවරම උඩට දැමීය. ඝනත්වයෙන් බොහෝ සෙයින් වෙනස් වූ ශරීර පවා එකම වේගයකින් වැටුණි. ගැලීලියෝගේ උපකල්පනය පිළිබඳ තීරනාත්මක පරීක්ෂණයක් ලබා දුන්නේ මෙම අත්හදා බැලීමයි. ගැලීලියෝගේ අත්හදා බැලීම් සහ තර්කනය රික්තයක් තුළ සිරුරු නිදහසේ වැටීමේ දී හරියටම වලංගු වන සරල රීතියකට මග පෑදීය. වාතයේ සිරුරු නොමිලේ වැටීමේදී මෙම රීතිය සීමිත නිරවද්‍යතාවයකින් ඉටු වේ. එබැවින් එය පරමාදර්ශී නඩුවක් ලෙස කෙනෙකුට විශ්වාස කළ නොහැක. ශරීරවල නිදහස් වැටීම සම්පූර්ණයෙන්ම අධ්යයනය කිරීම සඳහා, වැටීම තුළ උෂ්ණත්වය, පීඩනය, ආදියෙහි වෙනස්කම් සිදු වන්නේ කුමක්ද යන්න දැන ගැනීම අවශ්ය වේ, එනම්, මෙම සංසිද්ධියෙහි අනෙකුත් අංගයන් අධ්යයනය කිරීම. නමුත් එවැනි අධ්‍යයනයන් ව්‍යාකූල හා සංකීර්ණ වනු ඇත, ඔවුන්ගේ සම්බන්ධතාවය දැකීමට අපහසු වනු ඇත, එබැවින් බොහෝ විට භෞතික විද්‍යාවේදී කෙනෙකුට සෑහීමට පත් විය යුත්තේ රීතිය තනි නීතියක සරල කිරීමකි.

ඉතින්, මධ්‍යකාලීන යුගයේ සහ පුනරුදයේ විද්‍යාඥයන් පවා වායු ප්‍රතිරෝධයකින් තොරව ඕනෑම ස්කන්ධ ශරීරයක් එකම උසකින් එකවර වැටෙන බව දැන සිටි ගැලීලියෝ එය අත්දැකීමෙන් පරීක්‍ෂා කර මෙම ප්‍රකාශය ආරක්ෂා කළා පමණක් නොව, එහි වර්ගය තහවුරු කළේය. සිරස් අතට වැටෙන සිරුරක චලිතය: “...ඔවුන් පවසන්නේ වැටෙන සිරුරක ස්වභාවික චලිතය අඛණ්ඩව වේගවත් වන බවයි. කෙසේ වෙතත්, මෙය සිදුවන්නේ කුමන ආකාරයෙන්ද යන්න තවමත් පෙන්වා දී නොමැත; මා දන්නා තරමින්, වැටෙන ශරීරයක් සමාන කාල පරිච්ඡේදවල ගමන් කරන අවකාශයන් අනුක්‍රමික ඔත්තේ සංඛ්‍යා මෙන් එකිනෙකට සම්බන්ධ බව කිසිවෙකු තවමත් ඔප්පු කර නැත. එබැවින් ගැලීලියෝ ඒකාකාරව වේගවත් වූ චලිතයේ ලකුණ ස්ථාපිත කළේය:

S 1:S 2:S 3: ... = 1:2:3: ... (V 0 = 0 දී)

මේ අනුව, නිදහස් වැටීම ඒකාකාරව වේගවත් වූ චලිතයක් යැයි අපට උපකල්පනය කළ හැකිය. ඒකාකාරව වේගවත් වූ චලිතය සඳහා විස්ථාපනය ගණනය කරනු ලබන්නේ සූත්‍රය මගිනි

S 1:S 2:S 3 = t 1 2:t 2 2:t 3 2

මෙය ඒකාකාරව වේගවත් වූ චලිතයේ තවත් වැදගත් සලකුණක් වන අතර එම නිසා ශරීර නිදහස් වැටීම.

ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය මැනිය හැක. ත්වරණය නියත යැයි අපි උපකල්පනය කරන්නේ නම්, ශරීරය දන්නා මාර්ගයේ ගමන් කරන කාල සීමාව තීරණය කිරීමෙන් සහ නැවත සම්බන්ධතාවය භාවිතා කිරීමෙන් එය මැනීම තරමක් පහසුය.

මිනුම් මගින් g අගය 9.8156 m/s 2 ලබා දෙයි.

ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණ දෛශිකය සෑම විටම පෘථිවියේ දී ඇති ස්ථානයක ජලනල රේඛාවක් ඔස්සේ සිරස් අතට පහළට යොමු කෙරේ.

සහ තවමත්: සිරුරු වැටෙන්නේ ඇයි? ගුරුත්වාකර්ෂණය හෝ ගුරුත්වාකර්ෂණය නිසා කෙනෙකුට කියන්න පුළුවන්. ඇත්ත වශයෙන්ම, "ගුරුත්වාකර්ෂණය" යන වචනය ලතින් සම්භවයක් ඇති අතර එහි අර්ථය "බර" හෝ "බර" යන්නයි. සිරුරු බර නිසා වැටෙන බව අපට පැවසිය හැකිය. නමුත් එසේ නම් ශරීර බර වන්නේ ඇයි? පිළිතුර මෙය විය හැකිය: පෘථිවිය ඔවුන්ව ආකර්ෂණය කරන බැවිනි. ඇත්ත වශයෙන්ම, පෘථිවිය ශරීර ආකර්ෂණය වන්නේ ඒවා වැටෙන නිසා බව කවුරුත් දනිති. ඔව්, භෞතික විද්‍යාව ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය පැහැදිලි කරන්නේ නැත; කෙසේ වෙතත්, භෞතික විද්යාව ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ රසවත් හා ප්රයෝජනවත් දේවල් බොහොමයක් ඔබට පැවසිය හැකිය. අයිසැක් නිව්ටන් (1643-1727) ආකාශ වස්තූන්ගේ චලනය - ග්‍රහලෝක සහ සඳ අධ්‍යයනය කළේය. පෘථිවිය වටා ගමන් කරන විට එය පාහේ වෘත්තාකාර කක්ෂයක තබා ඇති පරිදි සඳ මත ක්‍රියා කළ යුතු බලයේ ස්වභාවය ගැන ඔහු කිහිප වතාවක්ම උනන්දු විය. නිව්ටන් ද සිතුවේ ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ නොබැඳි ගැටලුව ගැන ය. වැටෙන සිරුරු වේගවත් වන බැවින්, ඒවා ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය හෝ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය ලෙස හැඳින්විය හැකි බලයක් මගින් ක්‍රියා කරන බව නිව්ටන් නිගමනය කළේය. නමුත් මෙම ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය ඇතිවීමට හේතුව කුමක්ද? සියල්ලට පසු, ශරීරයක් මත බලයක් ක්රියා කරන්නේ නම්, එය වෙනත් ශරීරයක් නිසා ඇතිවේ. පෘථිවි පෘෂ්ඨය මත ඇති ඕනෑම ශරීරයක් මෙම ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ ක්‍රියාව අත්විඳින අතර, ශරීරය පිහිටා ඇති ඕනෑම තැනක, එය මත ක්‍රියා කරන බලය පෘථිවි කේන්ද්‍රය දෙසට යොමු වේ. නිව්ටන් නිගමනය කළේ පෘථිවිය විසින්ම එහි මතුපිට ඇති සිරුරු මත ක්‍රියා කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයක් නිර්මාණය කරන බවයි.

විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය නිව්ටන්ගේ සොයාගැනීමේ කතාව ඉතා හොඳින් දන්නා කරුණකි. පුරාවෘත්තයට අනුව, නිව්ටන් තම ගෙවත්තේ වාඩි වී සිටි අතර ගසකින් ඇපල් ගෙඩියක් වැටෙනු දුටුවේය. ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය ගසක් මුදුනේ සහ කඳු මුදුනේ පවා ක්‍රියා කරන්නේ නම්, සමහර විට එය ඕනෑම දුරකින් ක්‍රියා කරයි යැයි ඔහුට හදිසියේම උපකල්පනය විය. එබැවින් සඳ එහි කක්ෂයේ රඳවා සිටින්නේ පෘථිවි ගුරුත්වාකර්ෂණය ය යන අදහස නිව්ටන්ගේ ගුරුත්වාකර්ෂණ න්‍යාය ගොඩනැගීම ආරම්භ කිරීමට පදනම විය.

ගලක් පතිත වන සහ ආකාශ වස්තූන්ගේ චලනය තීරණය කරන බලවේගවල ස්වභාවය ද එයම වේ යන අදහස පළමු වරට නිව්ටන් ශිෂ්‍යයා සමඟ ඇති විය. නමුත් පළමු ගණනය කිරීම් වලින් නිවැරදි ප්‍රතිඵල නොලැබුණේ පෘථිවියේ සිට චන්ද්‍රයාට ඇති දුර පිළිබඳව එකල තිබූ දත්ත සාවද්‍ය බැවිනි. වසර 16 කට පසු, මෙම දුර පිළිබඳ නව, නිවැරදි කරන ලද තොරතුරු දර්ශනය විය. සඳෙහි චලනය ආවරණය කරමින් නව ගණනය කිරීම් සිදු කිරීමෙන් පසුව, ඒ වන විට සොයා ගන්නා ලද සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ සියලුම ග්‍රහලෝක, වල්ගාතරු, ඉබ්බ් සහ ප්‍රවාහ, න්‍යාය ප්‍රකාශයට පත් කරන ලදී.

බොහෝ විද්‍යා ඉතිහාසඥයින් දැන් විශ්වාස කරන්නේ නිව්ටන් මෙම කතාව ගොඩනඟා ඇත්තේ සොයාගැනීමේ දිනය 1760 ගණන්වලට තල්ලු කිරීම සඳහා වන අතර ඔහුගේ ලිපි සහ දිනපොත් වලින් පෙනී යන්නේ ඔහු සැබවින්ම විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමයට පැමිණියේ 1685 දී පමණ බවයි.

නිව්ටන් ආරම්භ කළේ පෘථිවිය චන්ද්‍රයා මත ඇති කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ විශාලත්වය පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ ඇති සිරුරු මත ක්‍රියා කරන බලයේ විශාලත්වය සමඟ සංසන්දනය කිරීමෙනි. පෘථිවි පෘෂ්ඨය මත, ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය ශරීර g = 9.8 m/s 2 වෙත ත්වරණය ලබා දෙයි. නමුත් චන්ද්‍රයාගේ කේන්ද්‍රාපසාරී ත්වරණය යනු කුමක්ද? සඳ රවුමක ඒකාකාරව ගමන් කරන බැවින්, එහි ත්වරණය සූත්‍රය භාවිතයෙන් ගණනය කළ හැකිය:

a =g 2 /ආර්

මිනුම් හරහා, මෙම ත්වරණය සොයාගත හැකිය. එය සමාන වේ

2.73*10 -3 m/s 2. පෘථිවි පෘෂ්ඨය ආසන්නයේ ඇති ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය g අනුව අපි මෙම ත්වරණය ප්‍රකාශ කරන්නේ නම්, අපට ලැබෙන්නේ:

මේ අනුව, පෘථිවිය දෙසට යොමු කරන චන්ද්‍රයාගේ ත්වරණය පෘථිවි පෘෂ්ඨය ආසන්නයේ ඇති සිරුරු ත්වරණයෙන් 1/3600 කි. චන්ද්‍රයා පෘථිවියේ සිට කිලෝමීටර් 385,000 ක් දුරින් පිහිටා ඇති අතර එය පෘථිවි අරය කිලෝමීටර 6,380 ට වඩා 60 ගුණයක් පමණ වේ. මෙයින් අදහස් කරන්නේ චන්ද්‍රයා පෘථිවි පෘෂ්ඨය මත පිහිටා ඇති සිරුරුවලට වඩා පෘථිවි කේන්ද්‍රයේ සිට 60 ගුණයක් දුරින් ඇති බවයි. නමුත් 60*60 = 3600! මෙයින්, නිව්ටන් නිගමනය කළේ පෘථිවියේ සිට ඕනෑම ශරීරයක් මත ක්‍රියා කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය පෘථිවි කේන්ද්‍රයේ සිට ඒවායේ දුර ප්‍රමාණයේ වර්ග ප්‍රතිලෝම සමානුපාතිකව අඩු වන බවයි.

ගුරුත්වාකර්ෂණය~ 1/ ආර් 2

පෘථිවි අරය 60ක් දුරින් පිහිටි චන්ද්‍රයා ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයක් අත්විඳින්නේ එය පෘථිවි පෘෂ්ඨය මත ඇත්නම් අත්විඳිය හැකි බලයෙන් 1/60 2 = 1/3600 ක් පමණි. පෘථිවියේ සිට කිලෝමීටර් 385,000 ක් දුරින් තබා ඇති ඕනෑම ශරීරයක්, පෘථිවි ගුරුත්වාකර්ෂණයට ස්තූතිවන්ත වන අතර, සඳට සමාන ත්වරණයක් ලබා ගනී, එනම් 2.73 * 10 -3 m/s 2 .

ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය රඳා පවතින්නේ ආකර්ෂණය වූ ශරීරයට ඇති දුර මත පමණක් නොව එහි ස්කන්ධය මත බව නිව්ටන් තේරුම් ගත්තේය. ඇත්ත වශයෙන්ම, නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමයට අනුව ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය ආකර්ෂණය වූ ශරීරයේ ස්කන්ධයට සෘජුවම සමානුපාතික වේ. නිව්ටන්ගේ තුන්වන නියමයෙන් පැහැදිලි වන්නේ පෘථිවිය වෙනත් ශරීරයක් මත ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයකින් ක්‍රියා කරන විට (උදාහරණයක් ලෙස සඳ), මෙම ශරීරය අනෙක් අතට සමාන හා ප්‍රතිවිරුද්ධ බලයකින් පෘථිවිය මත ක්‍රියා කරන බවයි:

සහල්. 2

මෙයට ස්තූතිවන්ත වන්නට, ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ විශාලත්වය ස්කන්ධ දෙකටම සමානුපාතික වන බව නිව්ටන් උපකල්පනය කළේය. මේ අනුව:

කොහෙද එම් 3 - පෘථිවි ස්කන්ධය, එම් ටී- වෙනත් ශරීරයක ස්කන්ධය, r-පෘථිවි කේන්ද්‍රයේ සිට සිරුරේ මධ්‍යයට ඇති දුර.

ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ ඔහුගේ අධ්‍යයනය දිගටම කරගෙන ගිය නිව්ටන් තවත් පියවරක් ඉදිරියට ගියේය. විවිධ ග්‍රහලෝක සූර්යයා වටා කක්ෂවල තබා ගැනීමට අවශ්‍ය බලය සූර්යයාගෙන් ඇති දුරවල වර්ග ප්‍රමාණයට ප්‍රතිලෝම සමානුපාතිකව අඩු වන බව ඔහු තීරණය කළේය. මෙය සූර්යයා සහ එක් එක් ග්‍රහලෝක අතර ක්‍රියා කරන බලය සහ ඒවා තම කක්ෂවල රඳවා තබා ගැනීම ද ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයක් යන අදහසට ඔහු යොමු කළේය. ග්‍රහලෝක තම කක්ෂවල රඳවාගෙන සිටින බලයේ ස්වභාවය පෘථිවි පෘෂ්ඨය ආසන්නයේ ඇති සියලුම වස්තූන් මත ක්‍රියා කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ ස්වභාවයට සමාන බව ඔහු යෝජනා කළේය (අපි ගුරුත්වාකර්ෂණය ගැන පසුව කතා කරමු). මෙම බලවේගවල ඒකාබද්ධ ස්වභාවය පිළිබඳ උපකල්පනය පරීක්ෂණයෙන් තහවුරු විය. එසේ නම් මෙම ශරීර අතර ගුරුත්වාකර්ෂණ බලපෑම පවතින්නේ නම්, එය සියලු ශරීර අතර නොතිබිය යුත්තේ ඇයි? මේ අනුව නිව්ටන් ඔහුගේ ප්රසිද්ධියට පත් විය විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය,පහත පරිදි සකස් කළ හැක:

විශ්වයේ ඇති සෑම අංශුවක්ම තම ස්කන්ධවල ගුණිතයට සෘජුව සමානුපාතික වන අතර ඒවා අතර ඇති දුර වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික බලයකින් අනෙක් සෑම අංශුවක්ම ආකර්ෂණය කරයි. මෙම බලය අංශු දෙක සම්බන්ධ කරන රේඛාව ඔස්සේ ක්රියා කරයි.

මෙම බලයේ විශාලත්වය මෙසේ ලිවිය හැක.

අංශු දෙකක ස්කන්ධ කොහෙද සහ ඒවා අතර දුර වේ, සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය, එය පර්යේෂණාත්මකව මැනිය හැකි අතර සියලුම ශරීර සඳහා එකම සංඛ්‍යාත්මක අගයක් ඇත.

මෙම ප්‍රකාශනය එක් අංශුවක් තවත් අංශුවක් මත ක්‍රියා කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ විශාලත්වය තීරණය කරයි, එය දුරින් පිහිටා ඇත. ලක්ෂ්‍ය නොවන නමුත් සමජාතීය ශරීර දෙකක් සඳහා, මෙම ප්‍රකාශනය ශරීර මධ්‍යස්ථාන අතර දුර නම් අන්තර්ක්‍රියා නිවැරදිව විස්තර කරයි. මීට අමතරව, ඒවා අතර ඇති දුර හා සසඳන විට විස්තීර්ණ ශරීර කුඩා නම්, අපි සිරුරු ලක්ෂ්‍ය අංශු ලෙස සලකමු නම් (පෘථිවි-සූර්‍ය පද්ධතිය සඳහා වන පරිදි) අපි බොහෝ වැරදියට නොසිතමු.

ඔබට වෙනත් අංශු දෙකකින් හෝ වැඩි ගණනකින් දෙන ලද අංශුවක් මත ක්‍රියා කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ ආකර්ෂණ බලය සලකා බැලිය යුතු නම්, උදාහරණයක් ලෙස, පෘථිවියේ සහ සූර්යයාගේ සිට සඳ මත ක්‍රියා කරන බලය, එවිට එක් එක් අන්තර්ක්‍රියාකාරී අංශු යුගලයක් භාවිතා කිරීම අවශ්‍ය වේ. විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමයේ සූත්‍රය, ඉන්පසු අංශුව මත ක්‍රියා කරමින් දෛශිකව බල එකතු කරන්න.

සාමාන්‍ය ප්‍රමාණයේ ශරීර අතර ක්‍රියා කරන කිසිදු බලයක් අප නොදකින බැවින් නියතයේ අගය ඉතා කුඩා විය යුතුය. සාමාන්‍ය ප්‍රමාණයේ ශරීර දෙකක් අතර ක්‍රියා කරන බලය මුලින්ම මනිනු ලැබුවේ 1798 දී ය. හෙන්රි කැවෙන්ඩිෂ් - නිව්ටන් ඔහුගේ නීතිය ප්රකාශයට පත් කිරීමෙන් වසර 100 කට පසුව. එවැනි ඇදහිය නොහැකි තරම් කුඩා බලයක් හඳුනා ගැනීමට සහ මැනීමට, ඔහු රූපයේ දැක්වෙන සැකසුම භාවිතා කළේය. 3.

මැද සිට තුනී නූල් දක්වා අත්හිටුවන ලද සැහැල්ලු තිරස් සැරයටියක කෙළවරට බෝල දෙකක් සවි කර ඇත. A ලෙස ලේබල් කර ඇති පන්දුව, අත්හිටුවන ලද එක් බෝලයක් අසලට ගෙන ආ විට, ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය නිසා සැරයටියට සවි කර ඇති බෝලය චලනය වන අතර, නූල් තරමක් ඇඹරීමට හේතු වේ. මෙම සුළු විස්ථාපනය මනිනු ලබන්නේ නූලක් මත සවි කර ඇති කැඩපතක් වෙත යොමු කරන ලද පටු ආලෝක කදම්භයක් භාවිතයෙන් පරාවර්තනය වූ ආලෝක කදම්භය පරිමාණය මතට වැටේ. දන්නා බලවේගවල බලපෑම යටතේ නූල් ඇඹරීමේ පෙර මිනුම් මගින් සිරුරු දෙකක් අතර ක්‍රියා කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ අන්තර්ක්‍රියා බලයේ විශාලත්වය තීරණය කිරීමට හැකි වේ. ගුරුත්වාකර්ෂණ මීටරයක් ​​සැලසුම් කිරීමේදී මෙම වර්ගයේ උපකරණයක් භාවිතා කරන අතර, එහි ආධාරයෙන් අසල්වැසි පාෂාණවලට වඩා ඝනත්වයෙන් වෙනස් වන පාෂාණයක් අසල ගුරුත්වාකර්ෂණයේ ඉතා කුඩා වෙනස්කම් මැනිය හැකිය. මෙම උපකරණය භූ විද්‍යාඥයින් විසින් පෘථිවි පෘෂ්ඨය අධ්‍යයනය කිරීමට සහ තෙල් නිධියක් පෙන්නුම් කරන භූ විද්‍යාත්මක ලක්ෂණ ගවේෂණය කිරීමට භාවිතා කරයි. කැවෙන්ඩිෂ් උපාංගයේ එක් අනුවාදයක, විවිධ උසින් බෝල දෙකක් අත්හිටුවා ඇත. එවිට ඔවුන් මතුපිටට සමීප ඝන පාෂාණ තැන්පතුවකින් වෙනස් ලෙස ආකර්ෂණය වනු ඇත; එබැවින්, තැන්පතුවට සාපේක්ෂව නිසි ලෙස නැඹුරු වූ විට තීරුව තරමක් භ්රමණය වේ. තෙල් ගවේෂකයින් දැන් මෙම ගුරුත්වාකර්ෂණ මීටර වෙනුවට ගුරුත්වාකර්ෂණය හේතුවෙන් ත්වරණයේ විශාලත්වයේ කුඩා වෙනස්කම් සෘජුවම මනින උපකරණ, g, පසුව සාකච්ඡා කරනු ඇත.

කැවෙන්ඩිෂ් නිවුටන්ගේ කල්පිතය තහවුරු කළා පමණක් නොව, සිරුරු එකිනෙක ආකර්ෂණය වන අතර සූත්‍රය මෙම බලය නිවැරදිව විස්තර කරයි. කැවෙන්ඩිෂ් හට හොඳ නිරවද්‍යතාවයකින් ප්‍රමාණ මැනිය හැකි බැවින් නියතයේ අගය ගණනය කිරීමටද ඔහුට හැකි විය. මෙම නියතය සමාන බව දැනට පිළිගැනේ

එක් මිනුම් අත්හදා බැලීමක රූප සටහන රූප සටහන 4 හි දැක්වේ.

සමාන ස්කන්ධයකින් යුත් බෝල දෙකක් සමතුලිත කදම්භයේ කෙළවරේ සිට අත්හිටුවා ඇත. ඒවායින් එකක් ඊයම් තහඩුවට ඉහළින් පිහිටා ඇති අතර අනෙක ඊට පහළින් පිහිටා ඇත. ඊයම් (පරීක්ෂණ සඳහා ඊයම් කිලෝ ග්රෑම් 100 ක් ගන්නා ලදී) එහි ආකර්ෂණය සමඟ දකුණු පන්දුවේ බර වැඩි කර වම් එකෙහි බර අඩු කරයි. දකුණු පන්දුව වම් පන්දුවට වඩා වැඩිය. ශේෂ කදම්භයේ අපගමනය මත පදනම්ව අගය ගණනය කෙරේ.

විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සොයා ගැනීම විද්‍යාවේ විශිෂ්ටතම ජයග්‍රහණයක් ලෙස සැලකේ. තවද, මෙම ජයග්‍රහණය නිව්ටන්ගේ නම සමඟ ඇසුරු කරන විට, රොබට් හූක් හෝ නිව්ටන්ගේ වෙනත් සුවිශේෂී කිසිවක් නොව, නිදසුනකට සිරුරු කඩා වැටීමේ නියමයන් සොයාගත් ගැලීලියෝ නොව, හරියටම මේ දක්ෂ ස්වභාව විද්‍යාඥයා ඇයි දැයි විමසීමෙන් වැළකී සිටිය නොහැක. පූර්වගාමීන් හෝ සමකාලීනයන්, මෙම සොයා ගැනීම සිදු කිරීමට සමත් වූවාද?

මෙය හුදු අහම්බයක් හෝ ඇපල් ගෙඩි කඩා වැටීමක් නොවේ. ප්‍රධාන තීරනාත්මක සාධකය වූයේ ඕනෑම චලනයක් විස්තර කිරීමට අදාළ වන ඔහු සොයාගත් නීති නිව්ටන් අතේ තිබීමයි. මෙම නීති, නිව්ටන්ගේ යාන්ත්‍ර විද්‍යාව පිළිබඳ නීති, චලනයේ ලක්ෂණ තීරණය කරන පදනම බලවේග බව සම්පූර්ණයෙන්ම පැහැදිලි කළේය. ග්‍රහලෝකවල චලිතය පැහැදිලි කිරීම සඳහා හරියටම සෙවිය යුතු දේ පැහැදිලිව තේරුම් ගත් පළමු පුද්ගලයා නිව්ටන් ය - බල සහ බල පමණක් සෙවීම අවශ්‍ය විය. විශ්වීය ගුරුත්වාකර්ෂණ බලවේගවල වඩාත්ම කැපී පෙනෙන ගුණාංගයක් හෝ, ඒවා බොහෝ විට හැඳින්වෙන පරිදි, ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය, නිව්ටන් විසින් ලබා දී ඇති නාමයෙන් පිළිබිඹු වේ: ලොව පුරා. ස්කන්ධ ඇති සෑම දෙයක්ම - සහ ස්කන්ධය ඕනෑම ආකාරයකට ආවේණික වූ ඕනෑම ආකාරයක පදාර්ථයක් - ගුරුත්වාකර්ෂණ අන්තර්ක්‍රියා අත්විඳිය යුතුය. ඒ අතරම, ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයෙන් ඔබව ආරක්ෂා කර ගත නොහැක. විශ්වීය ගුරුත්වාකර්ෂණය සඳහා බාධක නොමැත. විද්යුත් හා චුම්බක ක්ෂේත්රයට ජයගත නොහැකි බාධකයක් තැබීමට සෑම විටම හැකි ය. නමුත් ගුරුත්වාකර්ෂණ අන්තර්ක්‍රියා ඕනෑම ශරීරයක් හරහා නිදහසේ සම්ප්‍රේෂණය වේ. ගුරුත්වාකර්ෂණයට විනිවිද නොයන විශේෂ ද්‍රව්‍යවලින් සෑදූ තිර පැවතිය හැක්කේ විද්‍යා ප්‍රබන්ධ පොත්වල කතුවරුන්ගේ පරිකල්පනය තුළ පමණි.

එබැවින් ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයන් සර්ව ව්‍යාප්ත වන අතර සර්ව ව්‍යාප්ත වේ. බොහෝ ශරීරවල ආකර්ෂණය අපට දැනෙන්නේ නැත්තේ ඇයි? ඔබ පෘථිවියේ ගුරුත්වාකර්ෂණයේ අනුපාතය කොපමණ දැයි ගණනය කළහොත්, උදාහරණයක් ලෙස, එවරස්ට්හි ගුරුත්වාකර්ෂණය, එය සියයට සියයෙන් දහස් ගණනක් පමණක් බව පෙනී යයි. ඔවුන් අතර මීටරයක දුරක් ඇති සාමාන්‍ය බරැති පුද්ගලයන් දෙදෙනෙකු අතර අන්‍යෝන්‍ය ආකර්ෂණයේ බලය මිලිග්‍රෑම් එකකින් තුන්සියයෙන් පංගුවකට වඩා වැඩි නොවේ. ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය එතරම් දුර්වලයි. ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය, සාමාන්‍යයෙන් කථා කරන විට, විද්‍යුත් බලවලට වඩා බෙහෙවින් දුර්වල බව, මෙම බලවේගවල බලපෑම් ක්ෂේත්‍රවල සුවිශේෂී බෙදීමක් ඇති කරයි. උදාහරණයක් ලෙස, පරමාණු තුළ න්‍යෂ්ටිය වෙත ඉලෙක්ට්‍රෝන ගුරුත්වාකර්ෂණ ආකර්ෂණය සාධකයකින් විද්‍යුත් ආකර්ෂණයට වඩා දුර්වල බව ගණනය කිරීමෙන්, පරමාණුව තුළ ක්‍රියාවලීන් ප්‍රායෝගිකව තීරණය වන්නේ විද්‍යුත් බලයෙන් පමණක් බව තේරුම් ගැනීම පහසුය. ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයන් කැපී පෙනෙන අතර සමහර විට දැවැන්ත ස්කන්ධයක් බවට පත්වේ, විශ්වීය ශරීරවල ස්කන්ධ වැනි විශාල ස්කන්ධ: ග්‍රහලෝක, තරු යනාදිය අන්තර්ක්‍රියා කිරීමේදී දිස්වන විට. මේ අනුව, පෘථිවිය සහ චන්ද්‍රයා ටොන් 20,000,000,000,000,000 ක බලයකින් ආකර්ෂණය වේ. පෘථිවියේ සිට වසර ගණනාවක් ආලෝකය ගමන් කරන අපෙන් ඈත තාරකා පවා අපගේ ග්‍රහලෝකයට ආකර්ෂණය වන්නේ ආකර්ෂණීය රූපයකින් ප්‍රකාශ වන බලයකින් - ටොන් මිලියන සිය ගණනක්.

ශරීර දෙකක් එකිනෙකින් ඈත් වන විට ඒවායේ අන්‍යෝන්‍ය ආකර්ෂණය අඩු වේ. අපි පහත අත්හදා බැලීම මානසිකව සිදු කරමු: පෘථිවිය ශරීරයක් ආකර්ෂණය කරන බලය අපි මැන බලමු, උදාහරණයක් ලෙස කිලෝග්‍රෑම් විස්සක බරක්. පළමු අත්හදා බැලීම පෘථිවියේ සිට ඉතා විශාල දුරක් බර තබා ඇති විට එවැනි තත්වයන්ට අනුරූප වීමට ඉඩ දෙන්න. මෙම තත්වයන් යටතේ, ආකර්ෂණ බලය (වඩාත් සාමාන්ය වසන්ත පරිමාණයන් භාවිතයෙන් මැනිය හැක) ප්රායෝගිකව ශුන්ය වනු ඇත. අප පෘථිවියට ළං වන විට, අන්‍යෝන්‍ය ආකර්ෂණය දිස්වන අතර ක්‍රමයෙන් වැඩි වනු ඇත, අවසානයේදී, බර පෘථිවි පෘෂ්ඨය මත ඇති විට, වසන්ත කොරපොතු වල ඊතලය “කිලෝග්‍රෑම් 20” සලකුණෙහි නතර වනු ඇත, මන්ද අප බර ලෙස හඳුන්වන දෙය නිසා, පෘථිවියේ භ්‍රමණය හැරුණු විට, පෘථිවිය එහි මතුපිට පිහිටා ඇති සිරුරු ආකර්ෂණය කරන බලය හැර අන් කිසිවක් නොවේ (පහත බලන්න). අපි අත්හදා බැලීම දිගටම කරගෙන ගොස් බර ගැඹුරු පතුවළකට අඩු කළහොත්, මෙය බර මත ක්‍රියා කරන බලය අඩු කරයි. පෘථිවි මධ්‍යයේ බරක් තැබුවහොත්, සෑම පැත්තකින්ම ආකර්ෂණය අන්‍යෝන්‍යව සමතුලිත වන අතර වසන්ත පරිමාණයේ ඉඳිකටුවක් හරියටම බිංදුවෙන් නතර වන බව මෙය දැක ගත හැකිය.

එබැවින්, දුර වැඩි වීමත් සමඟ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය අඩු වේ යැයි කෙනෙකුට සරලව පැවසිය නොහැක - මෙම සූත්‍රගත කිරීමත් සමඟ මෙම දුර සිරුරුවල ප්‍රමාණයට වඩා විශාල ලෙස ගන්නා බව යමෙකු සැමවිටම නියම කළ යුතුය. විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයන් ආකර්ශනීය වස්තු අතර දුර වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතිකව අඩු වන බව නිව්ටන් විසින් සකස් කරන ලද නියමය නිවැරදි වන්නේ මෙම අවස්ථාවෙහිදීය. කෙසේ වෙතත්, මෙය දුර සමග වේගවත් හෝ ඉතා වේගවත් වෙනසක් නොවේද යන්න පැහැදිලි නැත? එවැනි නීතියකින් අදහස් කරන්නේ අන්තර්ක්‍රියා ප්‍රායෝගිකව දැනෙන්නේ සමීපතම අසල්වැසියන් අතර පමණක්ද, නැතහොත් තරමක් විශාල දුරකදී පවා එය කැපී පෙනෙනවාද?

ගුරුත්වාකර්ෂණ බල අඩු කිරීමේ නියමය ප්‍රභවයෙන් ඇති දුර සමඟ ආලෝකය අඩු වන නීතිය සමඟ දුර සමඟ සංසන්දනය කරමු. අවස්ථා දෙකේදීම, එකම නීතිය අදාළ වේ - දුර වර්ග වලට ප්රතිලෝම සමානුපාතිකත්වය. නමුත් අපට පෙනෙන්නේ අපෙන් එතරම් විශාල දුරකින් තාරකා පිහිටා ඇති අතර වේගයේ ප්‍රතිවාදීන් නොමැති ආලෝක කදම්භයකට පවා ගමන් කළ හැක්කේ වසර බිලියන ගණනකින් පමණි. නමුත් මෙම තරු වලින් ආලෝකය අප වෙත ළඟා වන්නේ නම්, ඔවුන්ගේ ආකර්ෂණය අවම වශයෙන් ඉතා දුර්වල ලෙස දැනිය යුතුය. එහි ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන්, විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ බලවේගවල ක්‍රියාව අසීමිත දුර ප්‍රමාණයක් දක්වා, අවශ්‍යයෙන්ම අඩු වේ. ඔවුන්ගේ ක්රියාකාරිත්වයේ පරාසය අනන්තය. ගුරුත්වාකර්ෂණ බල යනු දිගු පරාස බල වේ. දිගු දුර ක්‍රියාකාරිත්වය හේතුවෙන් ගුරුත්වාකර්ෂණය විශ්වයේ සියලුම ශරීර බැඳ තබයි.

සෑම පියවරකදීම දුර සමඟ බලවේග අඩුවීමේ සාපේක්ෂ මන්දගාමිත්වය අපගේ භූමික තත්වයන් තුළ විදහා දක්වයි: සියල්ලට පසු, සියලුම සිරුරු, එක් උසකින් තවත් උසකට ගෙන යන විට, ඒවායේ බර ඉතා සුළු වශයෙන් වෙනස් කරයි. හරියටම මක්නිසාද යත් දුරෙහි සාපේක්ෂව කුඩා වෙනසක් සමඟ - මෙම අවස්ථාවේ දී පෘථිවි කේන්ද්‍රයට - ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයන් ප්‍රායෝගිකව වෙනස් නොවේ.

කෘතිම චන්ද්‍රිකා චලනය වන උන්නතාංශ දැනටමත් පෘථිවි අරය සමඟ සැසඳිය හැකි බැවින් ඒවායේ ගමන් පථය ගණනය කිරීම සඳහා, වැඩිවන දුර සමඟ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ වෙනස සැලකිල්ලට ගැනීම අතිශයින්ම අවශ්‍ය වේ.

ඉතින්, ගැලීලියෝ තර්ක කළේ පෘථිවි පෘෂ්ඨය අසල යම් උසකින් මුදා හරින ලද සියලුම ශරීර එකම ත්වරණයකින් වැටෙන බවයි. g (අපි වායු ප්රතිරෝධය නොසලකා හරිනවා නම්). මෙම ත්වරණය ඇති කරන බලය ගුරුත්වාකර්ෂණය ලෙස හැඳින්වේ. ත්වරණයක් ලෙස සලකමින් ගුරුත්වාකර්ෂණයට නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමය යොදමු ඒ ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය g . මේ අනුව, ශරීරය මත ක්‍රියා කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය මෙසේ ලිවිය හැකිය:

එෆ් g =මිලි ග්රෑම්

මෙම බලය පෘථිවි කේන්ද්‍රය දෙසට පහළට යොමු කෙරේ.

නිසා SI පද්ධතිය තුළ g = 9.8 , එවිට බර කිලෝ ග්රෑම් 1 ශරීරය මත ක්රියාත්මක ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය වේ.

ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය විස්තර කිරීම සඳහා විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නීතියේ සූත්‍රය භාවිතා කරමු - පෘථිවිය සහ එහි මතුපිට පිහිටා ඇති ශරීරයක් අතර ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය. එවිට m 1 පෘථිවි m 3 ස්කන්ධයෙන් ද, r පෘථිවි කේන්ද්‍රයට ඇති දුරින් ද ප්‍රතිස්ථාපනය වේ, i.e. පෘථිවි අරය r 3 මගින්. මේ අනුව අපට ලැබෙන්නේ:

m යනු පෘථිවි පෘෂ්ඨය මත පිහිටා ඇති සිරුරක ස්කන්ධයයි. මෙම සමානාත්මතාවයෙන් එය පහත පරිදි වේ:

වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, පෘථිවි පෘෂ්ඨය මත නිදහස් වැටීම ත්වරණය g m 3 සහ r 3 ප්රමාණවලින් තීරණය වේ.

සඳ මත, වෙනත් ග්‍රහලෝකවල හෝ අභ්‍යවකාශයේ එකම ස්කන්ධ ශරීරයක් මත ක්‍රියා කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය වෙනස් වේ. උදාහරණයක් ලෙස, සඳෙහි විශාලත්වය g නියෝජනය කරන්නේ හයෙන් එකක් පමණි g පෘථිවිය මත, සහ කිලෝ ග්රෑම් 1 ක් බරැති ශරීරයක් 1.7 N ට සමාන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයකට යටත් වේ.

G ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය මනිනු ලබන තුරු පෘථිවි ස්කන්ධය නොදනී. ජී මැනීමෙන් පසුව පමණක්, සම්බන්ධතාවය භාවිතා කර පෘථිවියේ ස්කන්ධය ගණනය කිරීමට හැකි විය. මෙය මුලින්ම සිදු කරන ලද්දේ හෙන්රි කැවෙන්ඩිෂ් විසිනි. ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණ අගය g = 9.8 m/s සහ පෘථිවි අරය r z = 6.38 10 6 සූත්‍රයට ආදේශ කිරීම, අපි පෘථිවි ස්කන්ධය සඳහා පහත අගය ලබා ගනිමු:

පෘථිවි පෘෂ්ඨය ආසන්නයේ පිහිටා ඇති සිරුරු මත ක්රියා කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය සඳහා, ඔබට සරලව ප්රකාශනය භාවිතා කළ හැකිය mg. පෘථිවියේ සිට යම් දුරකින් පිහිටා ඇති ශරීරයක් මත ක්‍රියා කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය හෝ වෙනත් ආකාශ වස්තුවක් (උදාහරණයක් ලෙස සඳ හෝ වෙනත් ග්‍රහලෝකයක්) නිසා ඇතිවන බලය ගණනය කිරීමට අවශ්‍ය නම්, g හි අගය ගණනය කළ යුතුය. r 3 සහ m 3 අනුරූප දුර සහ ස්කන්ධය මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය කළ යුතු සුප්‍රසිද්ධ සූත්‍රය භාවිතා කරමින්, ඔබට විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමයේ සූත්‍රය කෙලින්ම භාවිතා කළ හැකිය. ගුරුත්වාකර්ෂණය නිසා ඇතිවන ත්වරණය ඉතා නිවැරදිව තීරණය කිරීම සඳහා ක්රම කිහිපයක් තිබේ. ස්ප්‍රිං බැලන්ස් එකක සම්මත බරක් කිරා බැලීමෙන් ඔබට g සොයා ගත හැක. භූ විද්‍යාත්මක පරිමාණයන් විශ්මයජනක විය යුතුය - බර ග්‍රෑම් එකකින් මිලියනයකට වඩා අඩුවෙන් එකතු කරන විට ඒවායේ වසන්ත ආතතිය වෙනස් වේ. ව්යවර්ථ ක්වාර්ට්ස් ශේෂයන් විශිෂ්ට ප්රතිඵල ලබා දෙයි. ඔවුන්ගේ නිර්මාණය, ප්රතිපත්තිමය වශයෙන්, සරල ය. ලීවරයක් තිරස් අතට දිගු කරන ලද ක්වාර්ට්ස් නූලකට වෑල්ඩින් කර ඇති අතර එහි බර නූල් තරමක් කරකවයි:

පෙන්ඩනයක් ද එම අරමුණු සඳහා භාවිතා වේ. මෑතක් වන තුරු, g මැනීම සඳහා පෙන්ඩුලම් ක්රම එකම ඒවා වූ අතර 60 - 70 ගණන්වල පමණි. ඒවා වඩාත් පහසු සහ නිවැරදි කිරුම් ක්රම මගින් ප්රතිස්ථාපනය කිරීමට පටන් ගත්තේය. ඕනෑම අවස්ථාවක, සූත්‍රයට අනුව ගණිතමය පෙන්ඩලයක දෝලනය වීමේ කාලය මැනීම

පෘථිවියේ විවිධ ස්ථානවල ගුරුත්වාකර්ෂණ g හි ත්වරණයේ අගයන් තරමක් වෙනස් වේ. g = Gm 3 සූත්‍රයෙන් ඔබට පෙනෙන්නේ, පෘථිවි මධ්‍යයේ සිට කඳු මුදුනට ඇති දුර තරමක් වැඩි බැවින්, g හි අගය මුහුදු මට්ටමට වඩා කඳු මුදුනේ කුඩා විය යුතු බව ය. . ඇත්ත වශයෙන්ම, මෙම කරුණ පර්යේෂණාත්මකව තහවුරු කරන ලදී. කෙසේ වෙතත්, සූත්රය g=Gm 3 /ආර් 3 2 පෘථිවි පෘෂ්ඨය හරියටම ගෝලාකාර නොවන බැවින් සෑම ස්ථානයකදීම g හි නිශ්චිත අගයක් ලබා නොදේ: කඳු සහ මුහුද එහි මතුපිට පවතිනවා පමණක් නොව, සමකයේ පෘථිවියේ අරය වෙනස් වේ; ඊට අමතරව, පෘථිවි ස්කන්ධය ඒකාකාරව බෙදා හැරේ; පෘථිවියේ භ්‍රමණය ද g හි වෙනස් වීමට බලපායි.

කෙසේ වෙතත්, ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණයේ ගුණාංග ගැලීලියෝ උපකල්පනය කළාට වඩා සංකීර්ණ විය. ත්වරණයේ විශාලත්වය එය මනිනු ලබන අක්ෂාංශ මත රඳා පවතින බව සොයා ගන්න:

ගුරුත්වාකර්ෂණය හේතුවෙන් ත්වරණයේ විශාලත්වය ද පෘථිවි පෘෂ්ඨයට ඉහලින් උසින් වෙනස් වේ:

නිදහස් වැටීමේ ත්වරණ දෛශිකය සෑම විටම සිරස් අතට පහළට සහ පෘථිවියේ දී ඇති ස්ථානයක ජලනල රේඛාවක් ඔස්සේ යොමු කෙරේ.

මේ අනුව, මුහුදු මට්ටමේ සිට එකම අක්ෂාංශයක සහ එකම උන්නතාංශයක ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය සමාන විය යුතුය. නිවැරදි මිනුම් පෙන්නුම් කරන්නේ මෙම සම්මතයෙන් බැහැරවීම් - ගුරුත්වාකර්ෂණ විෂමතා - ඉතා සුලභ බවයි. විෂමතා සඳහා හේතුව මිනුම් ස්ථානය අසල ස්කන්ධය ඒකාකාරව බෙදා හැරීමයි.

දැනටමත් සඳහන් කර ඇති පරිදි, විශාල සිරුරක කොටසක ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය විශාල සිරුරක තනි අංශුවල කොටසක් මත ක්රියා කරන බලවේග එකතුවක් ලෙස දැක්විය හැකිය. පෘථිවිය විසින් පෙන්ඩුලම් ආකර්ෂණය කර ගැනීම පෘථිවියේ සියලුම අංශුවල ක්රියාකාරිත්වයේ ප්රතිඵලයකි. නමුත් ආසන්නයේ ඇති අංශු සම්පූර්ණ බලයට විශාලතම දායකත්වය ලබා දෙන බව පැහැදිලිය - සියල්ලට පසු, ආකර්ෂණය දුර වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ.

බර ස්කන්ධ මිනුම් ස්ථානය අසල සංකේන්ද්රනය වී ඇත්නම්, g සම්මතයට වඩා වැඩි වනු ඇත, එසේ නොමැති නම්, g සම්මතයට වඩා අඩු වනු ඇත.

නිදසුනක් වශයෙන්, ඔබ කන්දක් මත හෝ කන්දක උසින් මුහුදට ඉහළින් පියාසර කරන ගුවන් යානයක් මත g මනින්නේ නම්, පළමු අවස්ථාවේ දී ඔබට විශාල සංඛ්යාවක් ලැබෙනු ඇත. හුදකලා සාගර දූපත් වලද g අගය සාමාන්‍යයට වඩා වැඩිය. මෙම අවස්ථා දෙකේදීම g හි වැඩිවීම මැනුම් ස්ථානයේ අතිරේක ස්කන්ධ සාන්ද්රණය මගින් පැහැදිලි කරන බව පැහැදිලිය.

g හි අගය පමණක් නොව, ගුරුත්වාකර්ෂණ දිශාව ද සම්මතයෙන් බැහැර විය හැක. ඔබ නූල් මත බරක් එල්ලා ඇත්නම්, දිගටි නූල් මෙම ස්ථානය සඳහා සිරස් අතට පෙන්වයි. මෙම සිරස් සම්මතයෙන් බැහැර විය හැක. සිරස් අතට "සාමාන්ය" දිශාව, g අගයන් මත දත්ත මත පදනම්ව පෘථිවියේ "පරමාදර්ශී" රූපය ගොඩනගා ඇති විශේෂ සිතියම් වලින් භූ විද්යාඥයින් දැන සිටියි.

අපි විශාල කන්දක් පාමුල ජලනල රේඛාවක් සමඟ අත්හදා බැලීමක් කරමු. ප්ලම්බ් බොබ් පෘථිවිය විසින් එහි මැදට සහ කන්දෙන් පැත්තට ඇද දමනු ලැබේ. එවැනි තත්වයන් යටතේ ජලනල රේඛාව සාමාන්ය සිරස් දිශාවෙන් බැහැර විය යුතුය. පෘථිවි ස්කන්ධය කන්දේ ස්කන්ධයට වඩා බෙහෙවින් වැඩි බැවින්, එවැනි අපගමනය චාප තත්පර කිහිපයක් නොඉක්මවයි.

ඕනෑම භූගෝලීය ලක්ෂ්‍යයක් සඳහා එය ගණනය කරනු ලබන්නේ “සාමාන්‍ය” සිරස් තලය තාරකා විසින් වන අතර, එය ගණනය කරනු ලබන්නේ පෘථිවියේ “පරමාදර්ශී” රූපයේ සිරස් දිනය සහ වර්ෂයේ දී ඇති මොහොතක අහසේ “රැඳී සිටින” ස්ථානයයි.

ජලනල රේඛාවේ අපගමනය සමහර විට අමුතු ප්රතිඵලවලට තුඩු දෙයි. නිදසුනක් වශයෙන්, ෆ්ලෝරන්ස් හි, ඇපෙනයින් වල බලපෑම ආකර්ෂණය වීමට නොව, ජලනල රේඛාව විකර්ෂණය කිරීමට යොමු කරයි. එක් පැහැදිලි කිරීමක් පමණක් තිබිය හැකිය: කඳුකරයේ විශාල හිස් තැන් තිබේ.

මහාද්වීප හා සාගර පරිමාණයෙන් ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය මැනීම මගින් කැපී පෙනෙන ප්රතිඵල ලබා ගනී. මහාද්වීප සාගරවලට වඩා බරයි, එබැවින් මහාද්වීපවලට වඩා g අගයන් විශාල විය යුතු බව පෙනේ. සාගර වලට වඩා. යථාර්ථය නම්, සාගර සහ මහාද්වීප හරහා එකම අක්ෂාංශ ඔස්සේ g හි අගයන් සාමාන්යයෙන් සමාන වේ.

නැවතත්, එකම පැහැදිලි කිරීමක් තිබේ: මහාද්වීප සැහැල්ලු පාෂාණ මත සහ සාගර බර පාෂාණ මත රැඳී ඇත. ඇත්ත වශයෙන්ම, සෘජු පර්යේෂණ කළ හැකි විට, සාගර බර බාසල්ටික් පාෂාණ මත සහ මහාද්වීප සැහැල්ලු ග්‍රැනයිට් මත රැඳී ඇති බව භූ විද්‍යාඥයින් තහවුරු කරයි.

නමුත් පහත ප්‍රශ්නය වහාම පැන නගී: මහාද්වීප සහ සාගරවල බරෙහි වෙනස සඳහා බර සහ සැහැල්ලු පාෂාණ නිවැරදිව වන්දි ලබා දෙන්නේ ඇයි? එවැනි වන්දියක් අහම්බයක් විය නොහැක, එහි හේතු පෘථිවි කවචයේ ව්‍යුහය තුළ මුල් බැස ගත යුතුය.

භූ විද්‍යාඥයන් විශ්වාස කරන්නේ පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ ඉහළ කොටස් යටින් පවතින ප්ලාස්ටික් මත පාවෙන බව පෙනේ, එනම් පහසුවෙන් විකෘති කළ හැකි ස්කන්ධයක් මත ය. විවිධ බරින් යුත් ලී කැබලි පාවෙන ජලය සහිත යාත්‍රාවක පතුලේ ඇති පීඩනය සමාන වන ආකාරයටම කිලෝමීටර 100 ක් පමණ ගැඹුරේ පීඩනය සෑම තැනකම එක හා සමාන විය යුතුය. එමනිසා, මතුපිට සිට කිලෝමීටර 100 ක් ගැඹුරට 1 m 2 ක වපසරියක් සහිත පදාර්ථ තීරුවකට සාගරය යට සහ මහාද්වීප යටතේ එකම බර තිබිය යුතුය.

මෙම පීඩනය සමාන කිරීම (එය isostasy ලෙස හැඳින්වේ) එකම අක්ෂාංශ රේඛාව ඔස්සේ සාගර සහ මහාද්වීප හරහා ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය g හි අගය සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් නොවේ. දේශීය ගුරුත්වාකර්ෂණ විෂමතා භූ විද්‍යාත්මක ගවේෂණයට සේවය කරයි, එහි අරමුණ වන්නේ සිදුරු හාරා හෝ පතල් හෑරීමකින් තොරව භූගත ඛනිජ නිධි සොයා ගැනීමයි.

බර ලෝපස් සෙවිය යුත්තේ g වැඩිපුරම ඇති ස්ථානවල ය. ඊට ප්රතිවිරුද්ධව, සැහැල්ලු ලුණු තැන්පතු දේශීය අවතක්සේරු කළ g අගයන් මගින් අනාවරණය වේ. g 1 m/sec 2 සිට මිලියනයකට කොටස් වල නිරවද්‍යතාවයකින් මැනිය හැක.

පෙන්ඩුලම් සහ අතිශය නිරවද්‍ය පරිමාණයන් භාවිතා කරන ඔත්තු බැලීමේ ක්‍රම ගුරුත්වාකර්ෂණ ලෙස හැඳින්වේ. විශේෂයෙන් තෙල් ගවේෂණය සඳහා ඒවා ඉතා ප්‍රායෝගික වැදගත්කමක් දරයි. කාරණය නම් ගුරුත්වාකර්ෂණ ගවේෂණ ක්‍රම සමඟ භූගත ලුණු ගෝලාකාර හඳුනා ගැනීම පහසු වන අතර බොහෝ විට ලුණු ඇති තැන තෙල් ඇති බව පෙනේ. එපමණක්ද නොව, තෙල් ගැඹුරේ පිහිටා ඇති අතර ලුණු පෘථිවි පෘෂ්ඨයට සමීප වේ. කසකස්තානයේ සහ වෙනත් ස්ථානවල ගුරුත්වාකර්ෂණ ගවේෂණය භාවිතයෙන් තෙල් සොයා ගන්නා ලදී.

උල්පතකින් කරත්තය ඇදගෙන යනවා වෙනුවට, කප්පියක් උඩින් විසි කරන ලණුවක් සවි කිරීමෙන් එය වේගවත් කළ හැකිය, එහි ප්‍රතිවිරුද්ධ කෙළවරේ සිට බරක් අත්හිටුවා ඇත. එවිට ත්වරණය ලබා දෙන බලය හේතු වනු ඇත බරමෙම භාණ්ඩය. නිදහස් වැටීමේ ත්වරණය නැවතත් එහි බරෙන් ශරීරයට ලබා දෙයි.

භෞතික විද්‍යාවේදී බර යනු පෘථිවි පෘෂ්ඨයට වස්තූන් ආකර්ෂණය වීම නිසා ඇතිවන බලයේ නිල නාමයයි - "ගුරුත්වාකර්ෂණ ආකර්ෂණය". පෘථිවි කේන්ද්‍රය දෙසට සිරුරු ආකර්ෂණය වීම මෙම පැහැදිලි කිරීම සාධාරණයි.

ඔබ එය කෙසේ නිර්වචනය කළත් බර යනු බලයකි. එය ලක්ෂණ දෙකක් හැර වෙනත් කිසිදු බලවේගයකින් වෙනස් නොවේ: බර සිරස් අතට යොමු කර නිරන්තරයෙන් ක්රියා කරයි, එය ඉවත් කළ නොහැක.

සිරුරේ බර කෙලින්ම මැනීම සඳහා, අපි බලයේ ඒකක වලින් උපාධි ලබා ඇති වසන්ත පරිමාණයක් භාවිතා කළ යුතුය. මෙය කිරීමට බොහෝ විට අපහසු වන බැවින්, අපි ලීවර පරිමාණයන් භාවිතයෙන් එක් බරක් තවත් එකක් සමඟ සංසන්දනය කරමු, i.e. අපි සම්බන්ධය සොයා ගනිමු:

පෘථිවි ගුරුත්වාකර්ෂණය X ශරීරය මත ක්‍රියා කරයිපෘථිවියේ ගුරුත්වාකර්ෂණය ස්කන්ධ ප්‍රමිතිය මත ක්‍රියා කරයි

X ශරීරය ස්කන්ධ සම්මතයට වඩා 3 ගුණයකින් ශක්තිමත් යැයි සිතමු. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, අපි පවසන්නේ X ශරීරය මත ක්‍රියා කරන පෘථිවි ගුරුත්වාකර්ෂණය නිව්ටොන් 30 ක බලයකට සමාන බවයි, එයින් අදහස් කරන්නේ එය ස්කන්ධයෙන් කිලෝග්‍රෑම් එකක් මත ක්‍රියා කරන පෘථිවියේ ගුරුත්වාකර්ෂණයට වඩා 3 ගුණයක් වැඩි බවයි. ස්කන්ධය සහ බර පිළිබඳ සංකල්ප බොහෝ විට ව්‍යාකූල වන අතර ඒවා අතර සැලකිය යුතු වෙනසක් ඇත. ස්කන්ධය යනු ශරීරයේම දේපලකි (එය අවස්ථිති මානය හෝ එහි "ද්‍රව්‍ය ප්‍රමාණය" වේ). බර යනු ආධාරකය මත ශරීරය ක්‍රියා කරන හෝ අත්හිටුවීම දිගු කරන බලයයි (ආධාරකයේ හෝ අත්හිටුවීමෙහි ත්වරණයක් නොමැති නම් බර සංඛ්‍යාත්මකව ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයට සමාන වේ).

අපි ඉතා විශාල නිරවද්‍යතාවයකින් වස්තුවක බර මැනීමට ස්ප්‍රිං තරාදියක් භාවිතා කර, එම තරාදිය වෙනත් ස්ථානයකට ගෙන ගියහොත්, පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ ඇති වස්තුවේ බර යම් ප්‍රමාණයකින් තැනින් තැනට වෙනස් වන බව අපට පෙනී යනු ඇත. පෘථිවි පෘෂ්ඨයෙන් බොහෝ දුරින් හෝ පෘථිවි ගෝලයේ ගැඹුරේ බර බොහෝ අඩු විය යුතු බව අපි දනිමු.

ස්කන්ධය වෙනස් වේද? විද්යාඥයන්, මෙම ප්රශ්නය ගැන කල්පනා කරමින්, ස්කන්ධය නොවෙනස්ව පැවතිය යුතු බව බොහෝ කලක සිට නිගමනය කර ඇත. සෑම දිශාවකටම ගුරුත්වාකර්ෂණය ශුන්‍ය ශුද්ධ බලයක් ඇති කරන පෘථිවි මධ්‍යයේ වුවද, ශරීරය තවමත් එකම ස්කන්ධයකින් යුක්ත වනු ඇත.

මේ අනුව, කුඩා කරත්තයක චලිතය වේගවත් කිරීමට උත්සාහ කරන විට අප මුහුණ දෙන දුෂ්කරතාවයෙන් මනිනු ලබන ස්කන්ධය සෑම තැනකම සමාන වේ: පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ, පෘථිවි මධ්යයේ, සඳ මත. බර ඇස්තමේන්තු කර ඇත්තේ වසන්ත කොරපොතු (සහ හැඟීම) දිගු කිරීමෙනි

තරාදියක් අල්ලාගෙන සිටින පුද්ගලයෙකුගේ අතේ මාංශ පේශිවල) සඳ මත සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වන අතර පෘථිවි කේන්ද්‍රයේ ප්‍රායෝගිකව ශුන්‍යයට සමාන වේ. (පය.7)

විවිධ ස්කන්ධ මත ක්‍රියා කරන පෘථිවි ගුරුත්වාකර්ෂණය කෙතරම් ප්‍රබලද? වස්තූන් දෙකක බර සංසන්දනය කරන්නේ කෙසේද? අපි සමාන ඊයම් කෑලි දෙකක් ගනිමු, එක් කිලෝ ග්රෑම් 1 ක් කියමු. පෘථිවිය 10 N ක බරකට සමාන බලයකින් ඔවුන් එක් එක් ආකර්ෂණය කරයි. ඔබ 2 kg කෑලි දෙකම ඒකාබද්ධ කරන්නේ නම්, සිරස් බලවේග සරලව එකතු වේ: පෘථිවිය කිලෝ ග්රෑම් 1 ට වඩා දෙගුණයක් කිලෝ ග්රෑම් 2 ක් ආකර්ෂණය කරයි. අපි කෑලි දෙකම එකකට ෆියුස් කළහොත් හෝ ඒවා එකක් මත තැබුවොත් අපට හරියටම එකම ද්විත්ව ආකර්ෂණය ලැබෙනු ඇත. ඕනෑම සමජාතීය ද්‍රව්‍යයක ගුරුත්වාකර්ෂණ ආකර්ෂණ සරලව එකතු වන අතර, එක් පදාර්ථ කැබැල්ලක් තවත් ද්‍රව්‍යයකින් අවශෝෂණය හෝ ආවරණයක් නොමැත.

ඕනෑම සමජාතීය ද්රව්යයක් සඳහා බර ස්කන්ධයට සමානුපාතික වේ. එමනිසා, පෘථිවිය එහි සිරස් කේන්ද්‍රයෙන් නිකුත් වන "ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයක" මූලාශ්‍රය වන අතර ඕනෑම ද්‍රව්‍ය කැබැල්ලක් ආකර්ෂණය කර ගැනීමේ හැකියාව ඇති බව අපි විශ්වාස කරමු. ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රය සෑම ඊයම් කිලෝග්‍රෑමයක් මතම සමානව ක්‍රියා කරයි. නමුත් විවිධ ද්‍රව්‍යවල සමාන ස්කන්ධයන් මත ක්‍රියා කරන ආකර්ෂණ බලවේග ගැන කුමක් කිව හැකිද, උදාහරණයක් ලෙස ඊයම් කිලෝග්‍රෑම් 1 ක් සහ ඇලුමිනියම් කිලෝග්‍රෑම් 1 ක්? මෙම ප්රශ්නයේ අර්ථය සමාන ස්කන්ධ යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ කුමක්ද යන්න මත රඳා පවතී. විද්‍යාත්මක පර්යේෂණ සහ වාණිජ භාවිතයේදී භාවිතා වන ස්කන්ධ සංසන්දනය කිරීමේ සරලම ක්‍රමය වන්නේ ලීවර පරිමාණයන් භාවිතා කිරීමයි. ඔවුන් බර දෙකම ඇද ගන්නා බලවේග සංසන්දනය කරයි. නමුත් මේ ආකාරයෙන් ඊයම් සහ ඇලුමිනියම් සමාන ස්කන්ධ ලබා ගැනීමෙන් අපට සමාන බරට සමාන ස්කන්ධයක් ඇතැයි උපකල්පනය කළ හැකිය. නමුත් ඇත්ත වශයෙන්ම, මෙහි අපි සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් ස්කන්ධ වර්ග දෙකක් ගැන කතා කරමු - අවස්ථිති සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධය.

සූත්‍රයේ ඇති ප්‍රමාණය නිෂ්ක්‍රීය ස්කන්ධය නියෝජනය කරයි. උල්පත් මගින් වේගවත් කරන ලද කරත්ත සමඟ අත්හදා බැලීම් වලදී, වටිනාකම "ද්‍රව්‍යයේ බර" වල ලක්ෂණයක් ලෙස ක්‍රියා කරයි, ප්‍රශ්නගත ශරීරයට ත්වරණයක් ලබා දීම කොතරම් දුෂ්කර දැයි පෙන්වයි. ප්‍රමාණාත්මක ලක්ෂණයක් යනු අනුපාතයකි. මෙම ස්කන්ධය අවස්ථිති භාවයේ මිනුමකි, යාන්ත්‍රික පද්ධති රාජ්‍යයේ වෙනස්කම් වලට ප්‍රතිරෝධය දැක්වීමේ ප්‍රවණතාවය. ස්කන්ධය යනු පෘථිවි පෘෂ්ඨය ආසන්නයේ, සඳෙහි, ගැඹුරු අවකාශයේ සහ පෘථිවි මධ්‍යයේ සමාන විය යුතු ගුණයකි. එහි ගුරුත්වාකර්ෂණය හා සම්බන්ධය කුමක්ද සහ බර කිරන විට ඇත්ත වශයෙන්ම සිදුවන්නේ කුමක්ද?

අවස්ථිති ස්කන්ධයෙන් සම්පූර්ණයෙන්ම ස්වාධීනව, කෙනෙකුට ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධය යන සංකල්පය හඳුන්වා දිය හැක්කේ පෘථිවිය විසින් ආකර්ෂණය කරන ලද පදාර්ථ ප්‍රමාණය ලෙසිනි.

පෘථිවියේ ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රය එහි ඇති සියලුම වස්තූන් සඳහා සමාන බව අපි විශ්වාස කරමු, නමුත් අපි එය වෙනස් ලෙස ආරෝපණය කරමු.

අපට විවිධ ස්කන්ධ ඇත, ඒවා ක්ෂේත්‍රයෙන් මෙම වස්තූන්ගේ ආකර්ෂණයට සමානුපාතික වේ. මෙය ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධයකි. ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයෙන් ආකර්ෂණය වන විවිධ ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධ ඇති නිසා විවිධ වස්තූන්ට විවිධ බර ඇති බව අපි කියමු. මේ අනුව, ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධ නිර්වචනය අනුව බරට මෙන්ම ගුරුත්වාකර්ෂණයට සමානුපාතික වේ. ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධය පෘථිවිය විසින් ශරීරයක් ආකර්ෂණය කරන බලය තීරණය කරයි. මෙම අවස්ථාවේ දී, ගුරුත්වාකර්ෂණය අන්යෝන්ය වේ: පෘථිවිය ගලක් ආකර්ෂණය කරයි නම්, ගල ද පෘථිවිය ආකර්ෂණය කරයි. මෙයින් අදහස් කරන්නේ ශරීරයක ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධය එය තවත් ශරීරයක් වන පෘථිවිය ආකර්ෂණය කරන්නේ කෙසේද යන්න තීරණය කරන බවයි. මේ අනුව, ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධය ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයෙන් බලපෑමට ලක්වන ද්රව්ය ප්රමාණය හෝ සිරුරු අතර ගුරුත්වාකර්ෂණ ආකර්ෂණය ඇති කරන ද්රව්ය ප්රමාණය මනිනු ලැබේ.

සමාන ඊයම් කැබලි දෙකක ගුරුත්වාකර්ෂණ ආකර්ෂණය එකකට වඩා දෙගුණයක් ශක්තිමත් වේ. ඊයම් කැබලිවල ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධ අවස්ථිති ස්කන්ධවලට සමානුපාතික විය යුතුය, මන්ද මෙම වර්ග දෙකේම ස්කන්ධය පැහැදිලිවම ඊයම් පරමාණු ගණනට සමානුපාතික වේ. වෙනත් ඕනෑම ද්‍රව්‍යයක කොටස් වලටද මෙය අදාළ වේ, ඉටි කියමු, නමුත් ඔබ ඊයම් කැබැල්ලක් ඉටි කැබැල්ලකට සංසන්දනය කරන්නේ කෙසේද? මෙම ප්‍රශ්නයට පිළිතුර ලබා දෙන්නේ ජනප්‍රවාදයට අනුව ගැලීලියෝ විසින් සිදු කරන ලද පීසා හි ඇලෙන කුළුණේ මුදුනේ සිට විවිධ ප්‍රමාණයේ සිරුරු වැටීම අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා වූ සංකේතාත්මක පරීක්ෂණයකිනි. ඕනෑම ප්රමාණයක ඕනෑම ද්රව්යයක් කෑලි දෙකක් අතහැර දමමු. ඔවුන් එකම ත්වරණ g සමඟ වැටේ. ශරීරයක් මත ක්‍රියා කර එයට ත්වරණයක් ලබා දෙන බලය මෙම සිරුරට යොදන පෘථිවි ගුරුත්වාකර්ෂණයයි. පෘථිවිය විසින් සිරුරු ආකර්ෂණය කිරීමේ බලය ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධයට සමානුපාතික වේ. නමුත් ගුරුත්වාකර්ෂණය මගින් සියලුම ශරීර වලට සමාන ත්වරණය g ලබා දෙයි. එබැවින් බර මෙන් ගුරුත්වාකර්ෂණය අවස්ථිති ස්කන්ධයට සමානුපාතික විය යුතුය. එහි ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන්, ඕනෑම හැඩයකින් යුත් සිරුරු ස්කන්ධ දෙකෙහිම සමාන අනුපාත අඩංගු වේ.

ස්කන්ධ දෙකේම ඒකකය ලෙස අපි කිලෝග්‍රෑම් 1 ක් ගතහොත්, ගුරුත්වාකර්ෂණ සහ අවස්ථිති ස්කන්ධ ඕනෑම ද්‍රව්‍යයකින් සහ ඕනෑම ස්ථානයක ඕනෑම ප්‍රමාණයක සියලුම ශරීර සඳහා සමාන වේ.

මෙන්න එය ඔප්පු කරන ආකාරය. ප්ලැටිනම් 6 වලින් සාදන ලද සම්මත කිලෝග්‍රෑම් එකක් නොදන්නා ස්කන්ධයකින් යුත් ගලක් සමඟ සංසන්දනය කරමු. කිසියම් බලයක බලපෑම යටතේ එක් එක් සිරුරු තිරස් දිශාවකට ගෙනයාමෙන් සහ ත්වරණය මැනීමෙන් ඔවුන්ගේ අවස්ථිති ස්කන්ධයන් සංසන්දනය කරමු. ගලෙහි ස්කන්ධය 5.31 kg යැයි උපකල්පනය කරමු. පෘථිවියේ ගුරුත්වාකර්ෂණය මෙම සංසන්දනයට සම්බන්ධ නොවේ. ඉන්පසුව අපි එක් එක් සිරුරු දෙකේම ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධ සංසන්දනය කරන්නේ ඒවායින් එක් එක් හා සමහර තුන්වන ශරීරයක් අතර ඇති ගුරුත්වාකර්ෂණ ආකර්ෂණය මැනීමෙනි. ශරීර දෙකම කිරා බැලීමෙන් මෙය කළ හැකිය. අපි එය දකිමු ගලෙහි ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධය ද කිලෝ ග්රෑම් 5.31 කි.

නිව්ටන් ඔහුගේ විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය යෝජනා කිරීමට අඩ සියවසකට පෙර ජොහැන්නස් කෙප්ලර් (1571-1630) සොයාගත්තේ “සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ ග්‍රහලෝකවල සංකීර්ණ චලිතය සරල නීති තුනකින් විස්තර කළ හැකි බවයි. කෙප්ලර්ගේ නීති මගින් ග්‍රහලෝක සූර්යයා වටා භ්‍රමණය වන බවට කොපර්නිකන් උපකල්පනය කෙරෙහි විශ්වාසය ශක්තිමත් කළේය.

ග්‍රහලෝක පෘථිවිය වටා නොව සූර්යයා වටා බව 17 වන සියවස ආරම්භයේදී ප්‍රකාශ කිරීම ශ්‍රේෂ්ඨතම මිථ්‍යාදෘෂ්ටිය විය. කොපර්නිකානු ක්‍රමය විවෘතව ආරක්ෂා කළ Giordano Bruno, ශුද්ධ වූ විමර්ශනය විසින් මිථ්‍යාදෘෂ්ටිකයෙකු ලෙස හෙළා දකින අතර කණුවක පුළුස්සා දමන ලදී. මහා ගැලීලියෝ පවා, පාප් වහන්සේ සමඟ ඔහුගේ සමීප මිත්‍රත්වය නොතකා, සිරගත කරන ලදී, විමර්ශනය විසින් හෙළා දකින ලද අතර ඔහුගේ අදහස් ප්‍රසිද්ධියේ ප්‍රතික්ෂේප කිරීමට බල කෙරුනි.

එදා ග්‍රහලෝකවල කක්ෂ හටගන්නේ වෘත්ත පද්ධතියක් ඔස්සේ සිදුවන සංකීර්ණ චලනයන් නිසා බව ප්‍රකාශ කළ ඇරිස්ටෝටල් සහ ටොලමිගේ ඉගැන්වීම් පූජනීය හා නොබිඳිය හැකි ඒවා ලෙස සැලකේ. මේ අනුව, අඟහරුගේ කක්ෂය විස්තර කිරීමට, විවිධ විෂ්කම්භයන් සහිත රවුම් දුසිමක් හෝ ඊට වැඩි ගණනක් අවශ්‍ය විය. ජොහැන්නස් කෙප්ලර් අඟහරු සහ පෘථිවිය සූර්යයා වටා භ්‍රමණය විය යුතු බව "ඔප්පු" කිරීමට පටන් ගත්තේය. ඔහු ග්‍රහලෝකයේ පිහිටීමේ බොහෝ මානයන්ට හරියටම අනුරූප වන සරලම ජ්‍යාමිතික හැඩයේ කක්ෂයක් සොයා ගැනීමට උත්සාහ කළේය. සියලුම ග්‍රහලෝකවල චලිතය ඉතා නිවැරදිව විස්තර කරන සරල නීති තුනක් සකස් කිරීමට කෙප්ලර්ට හැකි වීමට පෙර වසර ගණනාවක් ගත වූ වෙහෙසකර ගණනය කිරීම්:

පළමු නීතිය:

එහි එක් අවධානයක් වන්නේ

දෙවන නීතිය:

සහ ග්රහලෝකය) සමාන කාල පරතරයකින් විස්තර කරයි

කාලය සමාන ප්රදේශ

තුන්වන නීතිය:

සූර්යයාගේ සිට දුර:

R 1 3 /T 1 2 = R 2 3 /T 2 2

කෙප්ලර්ගේ කෘතිවල වැදගත්කම අතිමහත් ය. ඔහු නිව්ටන් විසින් විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සමඟ සම්බන්ධ කරන ලද නීති සොයා ගන්නා ලදී. "ඔහු නිවුටන් විසින් අනාගතයේදී තාර්කික ස්වරූපයකට ගෙන ඒමට නියමිතව තිබූ ආනුභවික නීති පිළිබඳ වෙහෙසකර ඉඟි වල නිරත විය." ඉලිප්සාකාර කක්ෂවල පැවැත්මට හේතුව කුමක්දැයි කෙප්ලර්ට පැහැදිලි කිරීමට නොහැකි වූ නමුත් ඒවා පවතින බව ඔහු අගය කළේය.

කෙප්ලර්ගේ තුන්වන නියමය මත පදනම්ව, නිව්ටන් නිගමනය කළේ දුර වැඩි වීමත් සමඟ ආකර්ශනීය බලවේග අඩු විය යුතු බවත් ආකර්ෂණය (දුර) -2 ලෙස වෙනස් විය යුතු බවත්ය. විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සොයාගත් නිව්ටන් සඳෙහි චලනය පිළිබඳ සරල අදහස සමස්ත ග්‍රහලෝක පද්ධතියට මාරු කළේය. ඔහු විසින් ව්‍යුත්පන්න කරන ලද නීතිවලට අනුව, ආකර්ෂණය ඉලිප්සාකාර කක්ෂවල ග්‍රහලෝකවල චලනය තීරණය කරන බවත්, සූර්යයා ඉලිප්සයේ එක් කේන්ද්‍රයක පිහිටා තිබිය යුතු බවත් ඔහු පෙන්වා දුන්නේය. විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ ඔහුගේ උපකල්පනයෙන් ද අනුගමනය කරන තවත් කෙප්ලර් නියම දෙකක් පහසුවෙන් ව්‍යුත්පන්න කිරීමට ඔහුට හැකි විය. සූර්යයාගේ ආකර්ෂණය පමණක් සැලකිල්ලට ගතහොත් මෙම නීති වලංගු වේ. නමුත් සූර්යයාගේ ආකර්ෂණයට සාපේක්ෂව සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ මෙම ආකර්ෂණයන් කුඩා වුවද චලනය වන ග්‍රහලෝකයක් මත අනෙකුත් ග්‍රහලෝකවල බලපෑම ද සැලකිල්ලට ගත යුතුය.

කෙප්ලර්ගේ දෙවන නියමය අනුගමනය කරන්නේ මෙම බලය ග්‍රහලෝකයේ සහ සූර්යයාගේ මධ්‍යයන් සම්බන්ධ කරන සරල රේඛාවක ක්‍රියා කරන්නේ නම් දුර මත ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ අත්තනෝමතික යැපීමෙනි. නමුත් කෙප්ලර්ගේ පළමු සහ තුන්වන නියමයන් සෑහීමකට පත්වන්නේ දුරේ චතුරශ්‍රයට ආකර්ෂණ බලයේ ප්‍රතිලෝම සමානුපාතික නියමයෙන් පමණි.

කෙප්ලර්ගේ තුන්වන නියමය ලබා ගැනීම සඳහා නිව්ටන් සරලව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සමඟ චලිත නියමයන් ඒකාබද්ධ කළේය. වෘත්තාකාර කක්ෂ සම්බන්ධයෙන්, කෙනෙකුට පහත පරිදි තර්ක කළ හැකිය: m ට සමාන ස්කන්ධයක් ඇති ග්‍රහලෝකයකට සූර්යයා වටා R අරය කවයක් තුළ v වේගයෙන් චලනය වීමට ඉඩ දෙන්න, එහි ස්කන්ධය M ට සමාන වේ. මෙම චලනය සිදුවිය හැක්කේ ග්‍රහලෝකය F = mv 2 /R බාහිර බලයක් මගින් ක්‍රියා කරයි, කේන්ද්‍රාපසාරී ත්වරණය v 2 /R නිර්මාණය කරයි. සූර්යයා සහ ග්‍රහලෝකය අතර ඇති ආකර්ෂණය අවශ්‍ය බලය නිර්මාණය කරයි යැයි සිතමු. ඉන්පසු:

GMm/r 2 = mv 2 /R

සහ m සහ M අතර දුර r කක්ෂීය අරය R. නමුත් වේගය සමාන වේ

T යනු ග්‍රහලෝකය එක් විප්ලවයක් කරන කාලයයි. ඉන්පසු

කෙප්ලර්ගේ තුන්වන නියමය ලබා ගැනීම සඳහා, ඔබ සියලු R සහ T සමීකරණයේ එක් පැත්තකට ද අනෙක් සියලුම ප්‍රමාණ අනෙක් පැත්තට ද මාරු කළ යුතුය:

R 3 /T 2 = GM/4p 2

අපි දැන් වෙනත් කක්ෂීය අරයක් සහ කක්ෂීය කාල සීමාවක් සහිත වෙනත් ග්‍රහලෝකයකට ගමන් කරන්නේ නම්, නව අනුපාතය නැවතත් GM/4p 2 ට සමාන වනු ඇත; G යනු විශ්ව නියතයක් වන අතර M ස්කන්ධය සූර්යයා වටා භ්‍රමණය වන සියලුම ග්‍රහලෝක සඳහා සමාන බැවින් මෙම අගය සියලුම ග්‍රහලෝක සඳහා සමාන වේ. මේ අනුව, කෙප්ලර්ගේ තුන්වන නියමයට අනුකූලව R 3 /T 2 හි අගය සියලුම ග්‍රහලෝක සඳහා සමාන වේ. මෙම ගණනය කිරීම ඉලිප්සාකාර කක්ෂ සඳහා තුන්වන නියමය ලබා ගැනීමට අපට ඉඩ සලසයි, නමුත් මෙම අවස්ථාවේදී R යනු සූර්යයාගේ සිට ග්රහලෝකයේ විශාලතම හා කුඩාම දුර අතර සාමාන්ය අගයයි.

ප්‍රබල ගණිතමය ක්‍රමවලින් සන්නද්ධ වූ අතර විශිෂ්ට බුද්ධියෙන් මෙහෙයවන ලද නිව්ටන් ඔහුගේ න්‍යාය ඔහුගේ ඇතුළත් ගැටලු විශාල සංඛ්‍යාවකට යොදා ගත්තේය. මූලධර්ම,චන්ද්‍රයා, පෘථිවිය, අනෙකුත් ග්‍රහලෝක සහ ඒවායේ චලනය මෙන්ම අනෙකුත් ආකාශ වස්තූන්ගේ ලක්ෂණ සම්බන්ධයෙන්: චන්ද්‍රිකා, වල්ගා තරු.

චන්ද්‍රයා ඒකාකාර චක්‍රලේඛ චලිතයෙන් බැහැර වන බාධා රැසකට මුහුණ දෙයි. පළමුවෙන්ම, එය ඕනෑම චන්ද්‍රිකාවක් මෙන් පෘථිවිය පිහිටා ඇති එක් කේන්ද්‍රයක කෙප්ලේරියානු ඉලිප්සයක් දිගේ ගමන් කරයි. නමුත් මෙම කක්ෂය සූර්යයාගේ ආකර්ෂණය නිසා සුළු වෙනස්කම් වලට මුහුණ දෙයි. නව සඳේදී, සඳ සති දෙකකට පසුව දිස්වන පූර්ණ චන්ද්‍රයාට වඩා සූර්යයාට සමීප වේ; මෙම හේතුව නිසා ආකර්ෂණය වෙනස් වන අතර, එය මාසය තුළ චන්ද්‍රයාගේ චලනය මන්දගාමී වීමට සහ වේගවත් වීමට හේතු වේ. ශීත ඍතුවේ දී සූර්යයා සමීප වන විට මෙම බලපෑම වැඩි වන අතර, චන්ද්රයාගේ වේගයේ වාර්ෂික වෙනස්කම් ද නිරීක්ෂණය කරනු ලැබේ. ඊට අමතරව, සූර්යයාගේ ගුරුත්වාකර්ෂණයේ වෙනස්වීම් චන්ද්‍ර කක්ෂයේ ඉලිප්සාකාරය වෙනස් කරයි; චන්ද්‍ර කක්ෂය ඉහළට සහ පහළට නැඹුරු වන අතර කක්ෂ තලය සෙමින් භ්‍රමණය වේ. මේ අනුව, නිව්ටන් පෙන්වා දුන්නේ චන්ද්‍රයාගේ චලනයේ කැපී පෙනෙන අක්‍රමිකතා විශ්වීය ගුරුත්වාකර්ෂණය නිසා සිදුවන බවයි. ඔහු සූර්ය ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ ප්‍රශ්නය සෑම විස්තරයකින්ම වර්ධනය කළේ නැත; සඳෙහි චලිතය සංකීර්ණ ගැටලුවක් ලෙස පැවතුනි, එය අද දක්වාම වර්ධනය වෙමින් පවතී.

සාගර වඩදිය බොහෝ කලක සිට අභිරහසක්ව පැවති අතර, එය සඳෙහි චලනය සමඟ ඇති සම්බන්ධය තහවුරු කිරීමෙන් පැහැදිලි කළ හැකි බව පෙනෙන්නට තිබුණි. කෙසේ වෙතත්, එවැනි සම්බන්ධතාවයක් සැබවින්ම පැවතිය නොහැකි බව මිනිසුන් විශ්වාස කළ අතර ගැලීලියෝ පවා මෙම අදහස සමච්චලයට ලක් කළේය. නිව්ටන් පෙන්වා දුන්නේ වඩදිය බාදිය ඇතිවීමට හේතුව සඳ දෙසින් සාගරයේ ජලය අසමාන ලෙස ආකර්ෂණය වීමයි. චන්ද්ර කක්ෂයේ කේන්ද්රය පෘථිවි කේන්ද්රය සමග සමපාත නොවේ. සඳ සහ පෘථිවිය ඔවුන්ගේ පොදු ස්කන්ධ කේන්ද්‍රය වටා එකට භ්‍රමණය වේ. මෙම ස්කන්ධ කේන්ද්‍රය පෘථිවි මධ්‍යයේ සිට ආසන්න වශයෙන් කිලෝමීටර 4800 ක් දුරින් පිහිටා ඇති අතර පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ සිට කිලෝමීටර 1600 ක් පමණි. පෘථිවිය චන්ද්‍රයා ආකර්ෂණය කරන විට, චන්ද්‍රයා සමාන හා ප්‍රතිවිරුද්ධ බලයකින් පෘථිවිය ආකර්ෂණය කරයි, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස Mv 2 /r බලයක් ඇති වන අතර, පෘථිවිය මාසයක් පුරා පොදු ස්කන්ධ කේන්ද්‍රය වටා ගමන් කරයි. සඳට සමීපතම සාගරයේ කොටස වඩාත් දැඩි ලෙස ආකර්ෂණය වේ (එය සමීප වේ), ජලය ඉහළ යයි - සහ වඩදිය බාදිය පැන නගී. සඳට වැඩි දුරින් පිහිටා ඇති සාගරයේ කොටස ගොඩබිමට වඩා දුර්වල ලෙස ආකර්ෂණය වන අතර සාගරයේ මෙම කොටසෙහි ජල කඳක් ද ඉහළ යයි. ඒ නිසා පැය 24ක් තුළ වඩදිය බාදිය ඇති වෙනවා. සූර්යයාගෙන් ඇති විශාල දුර ආකර්ශනයේ අසමානතාවය සුමට කරන නිසා සූර්යයා ද වඩදිය බාදිය ඇති කරයි, නමුත් එතරම් ශක්තිමත් නොවේ.

නිව්ටන් වල්ගා තරු වල ස්වභාවය හෙළි කළේය - සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ මෙම අමුත්තන්, සෑම විටම උනන්දුව සහ පූජනීය භීතිය පවා අවදි කර ඇත. වල්ගාතරු ඉතා දිගටි ඉලිප්සාකාර කක්ෂවල චලනය වන බව නිව්ටන් පෙන්වා දුන්නේය, සූර්යයා එක් අවධානයක් යොමු කරයි. ඔවුන්ගේ චලනය තීරණය වන්නේ ග්‍රහලෝකවල චලනය මෙන් ගුරුත්වාකර්ෂණය මගිනි. නමුත් ඒවා ඉතා කුඩා බැවින් ඒවා දැකිය හැක්කේ සූර්යයා අසලින් ගමන් කරන විට පමණි. වල්ගා තරුවේ ඉලිප්සාකාර කක්ෂය මැනිය හැකි අතර එය අපගේ කලාපයට නැවත පැමිණෙන කාලය නිවැරදිව පුරෝකථනය කළ හැකිය. පුරෝකථනය කළ වේලාවන්හි ඔවුන්ගේ නිතිපතා ආපසු පැමිණීම අපගේ නිරීක්ෂණ සත්‍යාපනය කිරීමට සහ විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය තවදුරටත් තහවුරු කිරීමට ඉඩ සලසයි.

සමහර අවස්ථාවලදී, වල්ගා තරුවක් විශාල ග්‍රහලෝක අසලින් ගමන් කරන විට ප්‍රබල ගුරුත්වාකර්ෂණ බාධාවක් අත්විඳින අතර වෙනස් කාල පරිච්ඡේදයක් සමඟ නව කක්ෂයකට ගමන් කරයි. වල්ගා තරු වලට ස්කන්ධය අඩු බව අප දන්නේ එබැවිනි: ග්‍රහලෝක ඔවුන්ගේ චලිතයට බලපෑම් කරයි, නමුත් වල්ගා තරු ග්‍රහලෝකවල චලිතයට බලපාන්නේ නැත, නමුත් ඒවා එකම බලයකින් ඒවා මත ක්‍රියා කරයි.

වල්ගා තරු ඉතා වේගයෙන් චලනය වන අතර ඉතා කලාතුරකින් පැමිණෙන අතර විද්‍යාඥයින් තවමත් විශාල වල්ගා තරුවක් අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා නවීන ක්‍රම යෙදිය හැකි මොහොත එනතුරු බලා සිටිති.

අපගේ ග්‍රහලෝකයේ ජීවිතය තුළ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයන් ඉටු කරන කාර්යභාරය ගැන ඔබ සිතන්නේ නම්, සමස්ත සංසිද්ධි සාගර විවෘත වන අතර වචනයේ පරිසමාප්ත අර්ථයෙන්ම සාගර පවා විවෘත වේ: ජල සාගර, වායු සාගර. ගුරුත්වාකර්ෂණය නොමැතිව ඒවා නොපවතිනු ඇත.

මුහුදේ රැල්ලක්, සියලු ධාරා, සියලු සුළං, වලාකුළු, ග්රහලෝකයේ සමස්ත දේශගුණය ප්රධාන සාධක දෙකක ක්රීඩාව මගින් තීරණය වේ: සූර්ය ක්රියාකාරිත්වය සහ ගුරුත්වාකර්ෂණය.

ගුරුත්වාකර්ෂණය පෘථිවිය මත මිනිසුන්, සතුන්, ජලය සහ වාතය රඳවා තබා ගැනීම පමණක් නොව, ඒවා සම්පීඩනය කරයි. පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ මෙම සම්පීඩනය එතරම් විශාල නොවේ, නමුත් එහි කාර්යභාරය වැදගත් වේ.

ආකිමිඩීස්ගේ සුප්‍රසිද්ධ උත්ප්ලාවක බලය දිස්වන්නේ එය ගැඹුරින් වැඩි වන බලයක් සමඟ ගුරුත්වාකර්ෂණයෙන් සම්පීඩිත වන නිසා පමණි.

පෘථිවි ගෝලයම ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය මගින් දැවැන්ත පීඩනයකට සම්පීඩිත වේ. පෘථිවි කේන්ද්‍රයේ පීඩනය වායුගෝල මිලියන 3 ඉක්මවන බව පෙනේ.

විද්‍යාවේ නිර්මාතෘවරයෙකු ලෙස නිව්ටන් නව ශෛලියක් නිර්මාණය කළ අතර එය තවමත් එහි වැදගත්කම රඳවා ගනී. විද්‍යාත්මක චින්තකයෙකු ලෙස ඔහු අදහස්වල කැපී පෙනෙන ආරම්භකයෙකි. නිව්ටන් විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ විශිෂ්ට අදහසක් ඉදිරිපත් කළේය. ඔහු චලිතය, ගුරුත්වාකර්ෂණය, තාරකා විද්‍යාව සහ ගණිතය පිළිබඳ නීති පිළිබඳ පොත්පත් ඉතිරි කළේය. නිව්ටන් උසස් තාරකා විද්‍යාව; ඔහු එයට විද්‍යාවේ සම්පූර්ණයෙන්ම නව ස්ථානයක් ලබා දුන් අතර ඔහු විසින් නිර්මාණය කරන ලද සහ පරීක්ෂා කරන ලද නීති මත පදනම්ව පැහැදිලි කිරීම් භාවිතා කරමින් එය පිළිවෙලට තැබීය.

විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ වඩාත් සම්පූර්ණ හා ගැඹුරු අවබෝධයක් කරා ගෙන යන මාර්ග සෙවීම දිගටම කරගෙන යයි. විශාල ගැටළු විසඳීම සඳහා විශාල වැඩ කිරීම අවශ්ය වේ.

නමුත් ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ අපගේ අවබෝධය තවදුරටත් වර්ධනය වීම කෙසේ වෙතත්, විසිවන සියවසේ නිව්ටන්ගේ විශිෂ්ට නිර්මාණය සෑම විටම එහි අද්විතීය නිර්භීතභාවයෙන් ආකර්ෂණය වන අතර සොබාදහම අවබෝධ කර ගැනීමේ මාවතේ විශිෂ්ට පියවරක් ලෙස සැමවිටම පවතිනු ඇත.

N 17 මුල් පිටුවෙන්...

ක්ෂේත්‍රයෙන් මෙම වස්තූන්ගේ ආකර්ෂණයට සමානුපාතික වන විවිධ ස්කන්ධ විසි කළේය. මෙය ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධයකි. ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයෙන් ආකර්ෂණය වන විවිධ ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධ ඇති නිසා විවිධ වස්තූන්ට විවිධ බර ඇති බව අපි කියමු. මේ අනුව, ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධ නිර්වචනය අනුව බරට සමානුපාතික වේ, මෙන්ම ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයට සමානුපාතික වේ. ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධය පෘථිවිය විසින් ශරීරයක් ආකර්ෂණය කරන බලය තීරණය කරයි. මෙම අවස්ථාවේ දී, ගුරුත්වාකර්ෂණය අන්යෝන්ය වේ: පෘථිවිය ගලක් ආකර්ෂණය කරයි නම්, ගල ද පෘථිවිය ආකර්ෂණය කරයි. මෙයින් අදහස් කරන්නේ ශරීරයක ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධය එය තවත් ශරීරයක් වන පෘථිවිය ආකර්ෂණය කරන්නේ කෙසේද යන්න තීරණය කරන බවයි. මේ අනුව, ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධය ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයෙන් බලපෑමට ලක්වන ද්රව්ය ප්රමාණය හෝ සිරුරු අතර ගුරුත්වාකර්ෂණ ආකර්ෂණය ඇති කරන ද්රව්ය ප්රමාණය මනිනු ලැබේ.

සමාන ඊයම් කැබලි දෙකක ගුරුත්වාකර්ෂණ ආකර්ෂණය එකකට වඩා දෙගුණයක් ශක්තිමත් වේ. ඊයම් කැබලිවල ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධ අවස්ථිති ස්කන්ධවලට සමානුපාතික විය යුතුය, මන්ද මෙම වර්ග දෙකේම ස්කන්ධය පැහැදිලිවම ඊයම් පරමාණු ගණනට සමානුපාතික වේ. වෙනත් ඕනෑම ද්‍රව්‍යයක කොටස් වලටද මෙය අදාළ වේ, ඉටි කියමු, නමුත් ඔබ ඊයම් කැබැල්ලක් ඉටි කැබැල්ලකට සංසන්දනය කරන්නේ කෙසේද? මෙම ප්‍රශ්නයට පිළිතුර ලබා දෙන්නේ ජනප්‍රවාදයට අනුව ගැලීලියෝ විසින් සිදු කරන ලද පීසා හි ඇලෙන කුළුණේ මුදුනේ සිට විවිධ ප්‍රමාණයේ සිරුරු වැටීම අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා වූ සංකේතාත්මක පරීක්ෂණයකිනි. ඕනෑම ප්රමාණයක ඕනෑම ද්රව්යයක් කෑලි දෙකක් අතහැර දමමු. ඔවුන් එකම ත්වරණ g සමඟ වැටේ. ශරීරයක් මත ක්‍රියා කර එයට ත්වරණයක් ලබා දෙන බලය මෙම සිරුරට යොදන පෘථිවි ගුරුත්වාකර්ෂණයයි. පෘථිවිය විසින් සිරුරු ආකර්ෂණය කිරීමේ බලය ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධයට සමානුපාතික වේ. නමුත් ගුරුත්වාකර්ෂණය මගින් සියලුම ශරීර වලට සමාන ත්වරණය g ලබා දෙයි. එබැවින් බර මෙන් ගුරුත්වාකර්ෂණය අවස්ථිති ස්කන්ධයට සමානුපාතික විය යුතුය. එහි ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන්, ඕනෑම හැඩයකින් යුත් සිරුරු ස්කන්ධ දෙකෙහිම සමාන අනුපාත අඩංගු වේ.

ස්කන්ධ දෙකේම ඒකකය ලෙස අපි කිලෝග්‍රෑම් 1 ක් ගතහොත්, ගුරුත්වාකර්ෂණ සහ අවස්ථිති ස්කන්ධ ඕනෑම ද්‍රව්‍යයකින් සහ ඕනෑම ස්ථානයක ඕනෑම ප්‍රමාණයක සියලුම ශරීර සඳහා සමාන වේ.

මෙන්න එය ඔප්පු කරන ආකාරය. ප්ලැටිනම් 6 වලින් සාදන ලද සම්මත කිලෝග්‍රෑම් එකක් නොදන්නා ස්කන්ධයකින් යුත් ගලක් සමඟ සංසන්දනය කරමු. කිසියම් බලයක බලපෑම යටතේ එක් එක් සිරුරු තිරස් දිශාවකට ගෙනයාමෙන් සහ ත්වරණය මැනීමෙන් ඔවුන්ගේ අවස්ථිති ස්කන්ධයන් සංසන්දනය කරමු. ගලෙහි ස්කන්ධය 5.31 kg යැයි උපකල්පනය කරමු. පෘථිවියේ ගුරුත්වාකර්ෂණය මෙම සංසන්දනයට සම්බන්ධ නොවේ. ඉන්පසුව අපි එක් එක් සිරුරු දෙකේම ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධ සංසන්දනය කරන්නේ ඒවායින් එක් එක් හා සමහර තුන්වන ශරීරයක් අතර ඇති ගුරුත්වාකර්ෂණ ආකර්ෂණය මැනීමෙනි. ශරීර දෙකම කිරා බැලීමෙන් මෙය කළ හැකිය. අපි එය දකිමු ගලෙහි ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධය ද කිලෝ ග්රෑම් 5.31 කි.

නිව්ටන් ඔහුගේ විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය යෝජනා කිරීමට අඩ සියවසකට පෙර ජොහැන්නස් කෙප්ලර් (1571-1630) සොයාගත්තේ “සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ ග්‍රහලෝකවල සංකීර්ණ චලිතය සරල නීති තුනකින් විස්තර කළ හැකි බවයි. කෙප්ලර්ගේ නීති මගින් ග්‍රහලෝක සූර්යයා වටා භ්‍රමණය වන බවට කොපර්නිකන් උපකල්පනය කෙරෙහි විශ්වාසය ශක්තිමත් කළේය.

ග්‍රහලෝක පෘථිවිය වටා නොව සූර්යයා වටා බව 17 වන සියවස ආරම්භයේදී ප්‍රකාශ කිරීම ශ්‍රේෂ්ඨතම මිථ්‍යාදෘෂ්ටිය විය. කොපර්නිකානු ක්‍රමය විවෘතව ආරක්ෂා කළ Giordano Bruno, ශුද්ධ වූ විමර්ශනය විසින් මිථ්‍යාදෘෂ්ටිකයෙකු ලෙස හෙළා දකින අතර කණුවක පුළුස්සා දමන ලදී. මහා ගැලීලියෝ පවා, පාප් වහන්සේ සමඟ ඔහුගේ සමීප මිත්‍රත්වය නොතකා, සිරගත කරන ලදී, විමර්ශනය විසින් හෙළා දකින ලද අතර ඔහුගේ අදහස් ප්‍රසිද්ධියේ ප්‍රතික්ෂේප කිරීමට බල කෙරුනි.

එදා ග්‍රහලෝකවල කක්ෂ හටගන්නේ වෘත්ත පද්ධතියක් ඔස්සේ සිදුවන සංකීර්ණ චලනයන් නිසා බව ප්‍රකාශ කළ ඇරිස්ටෝටල් සහ ටොලමිගේ ඉගැන්වීම් පූජනීය හා නොබිඳිය හැකි ඒවා ලෙස සැලකේ. මේ අනුව, අඟහරුගේ කක්ෂය විස්තර කිරීමට, විවිධ විෂ්කම්භයන් සහිත රවුම් දුසිමක් හෝ ඊට වැඩි ගණනක් අවශ්‍ය විය. ජොහැන්නස් කෙප්ලර් අඟහරු සහ පෘථිවිය සූර්යයා වටා භ්‍රමණය විය යුතු බව "ඔප්පු" කිරීමට පටන් ගත්තේය. ඔහු ග්‍රහලෝකයේ පිහිටීමේ බොහෝ මානයන්ට හරියටම අනුරූප වන සරලම ජ්‍යාමිතික හැඩයේ කක්ෂයක් සොයා ගැනීමට උත්සාහ කළේය. සියලුම ග්‍රහලෝකවල චලිතය ඉතා නිවැරදිව විස්තර කරන සරල නීති තුනක් සකස් කිරීමට කෙප්ලර්ට හැකි වීමට පෙර වසර ගණනාවක් ගත වූ වෙහෙසකර ගණනය කිරීම්:

පළමු නීතිය:සෑම ග්‍රහලෝකයක්ම ඉලිප්සයක ගමන් කරයි

එහි එක් අවධානයක් වන්නේ

දෙවන නීතිය:අරය දෛශිකය (සූර්යයා සම්බන්ධ කරන රේඛාව

සහ ග්රහලෝකය) සමාන කාල පරතරයකින් විස්තර කරයි

කාලය සමාන ප්රදේශ

තුන්වන නීතිය:ග්‍රහලෝක කාලවල වර්ග

ඒවායේ සාමාන්‍යයේ කැට වලට සමානුපාතික වේ

සූර්යයාගේ සිට දුර:

R 1 3 /T 1 2 = R 2 3 /T 2 2

කෙප්ලර්ගේ කෘතිවල වැදගත්කම අතිමහත් ය. ඔහු නිව්ටන් විසින් විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සමඟ සම්බන්ධ කරන ලද නීති සොයා ගන්නා ලදී. "ඔහු නිවුටන් විසින් අනාගතයේදී තාර්කික ස්වරූපයකට ගෙන ඒමට නියමිතව තිබූ ආනුභවික නීති පිළිබඳ වෙහෙසකර ඉඟි වල නිරත විය." ඉලිප්සාකාර කක්ෂවල පැවැත්මට හේතුව කුමක්දැයි කෙප්ලර්ට පැහැදිලි කිරීමට නොහැකි වූ නමුත් ඒවා පවතින බව ඔහු අගය කළේය.

කෙප්ලර්ගේ තුන්වන නියමය මත පදනම්ව, නිව්ටන් නිගමනය කළේ දුර වැඩි වීමත් සමඟ ආකර්ශනීය බලවේග අඩු විය යුතු බවත් ආකර්ෂණය (දුර) -2 ලෙස වෙනස් විය යුතු බවත්ය. විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සොයාගත් නිව්ටන් සඳෙහි චලිතය පිළිබඳ සරල අදහසක් සමස්ත ග්‍රහලෝක පද්ධතියට මාරු කළේය. ඔහු විසින් ව්‍යුත්පන්න කරන ලද නීතිවලට අනුව, ආකර්ෂණය ඉලිප්සාකාර කක්ෂවල ග්‍රහලෝකවල චලනය තීරණය කරන බවත්, සූර්යයා ඉලිප්සයේ එක් කේන්ද්‍රයක පිහිටා තිබිය යුතු බවත් ඔහු පෙන්වා දුන්නේය. විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ ඔහුගේ උපකල්පනයෙන් ද අනුගමනය කරන තවත් කෙප්ලර් නියම දෙකක් පහසුවෙන් ව්‍යුත්පන්න කිරීමට ඔහුට හැකි විය. සූර්යයාගේ ආකර්ෂණය පමණක් සැලකිල්ලට ගතහොත් මෙම නීති වලංගු වේ. නමුත් සූර්යයාගේ ආකර්ෂණයට සාපේක්ෂව සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ මෙම ආකර්ෂණයන් කුඩා වුවද චලනය වන ග්‍රහලෝකයක් මත අනෙකුත් ග්‍රහලෝකවල බලපෑම ද සැලකිල්ලට ගත යුතුය.

කෙප්ලර්ගේ දෙවන නියමය අනුගමනය කරන්නේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය දුර මත අත්තනෝමතික ලෙස යැපීමෙනි, මෙම බලය ග්‍රහලෝකයේ සහ සූර්යයාගේ මධ්‍යයන් සම්බන්ධ කරන සරල රේඛාවක ක්‍රියා කරයි නම්. නමුත් කෙප්ලර්ගේ පළමු සහ තුන්වන නියමයන් සෑහීමකට පත්වන්නේ දුර ප්‍රමාණයේ චතුරස්‍රයට ආකර්ෂණ බලයේ ප්‍රතිලෝම සමානුපාතිකත්වයේ නියමයෙන් පමණි.

කෙප්ලර්ගේ තුන්වන නියමය ලබා ගැනීම සඳහා නිව්ටන් සරලව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සමඟ චලිත නියමයන් ඒකාබද්ධ කළේය. වෘත්තාකාර කක්ෂ සම්බන්ධයෙන්, කෙනෙකුට පහත පරිදි තර්ක කළ හැකිය: m ට සමාන ස්කන්ධයක් ඇති ග්‍රහලෝකයකට සූර්යයා වටා R අරය කවයක් තුළ v වේගයෙන් චලනය වීමට ඉඩ දෙන්න, එහි ස්කන්ධය M ට සමාන වේ. මෙම චලනය සිදුවිය හැක්කේ ග්‍රහලෝකය F = mv 2 /R බාහිර බලයක් මගින් ක්‍රියා කරයි, කේන්ද්‍රාපසාරී ත්වරණය v 2 /R නිර්මාණය කරයි. සූර්යයා සහ ග්‍රහලෝකය අතර ඇති ආකර්ෂණය අවශ්‍ය බලය ඇති කරයි යැයි සිතමු. ඉන්පසු:

GMm/r 2 = mv 2 /R

සහ m සහ M අතර දුර r කක්ෂීය අරය R. නමුත් වේගය සමාන වේ

T යනු ග්‍රහලෝකය එක් විප්ලවයක් කරන කාලයයි. ඉන්පසු

කෙප්ලර්ගේ තුන්වන නියමය ලබා ගැනීම සඳහා, ඔබ සියලු R සහ T සමීකරණයේ එක් පැත්තකට ද අනෙකුත් සියලුම ප්‍රමාණ අනෙක් පැත්තට ද මාරු කළ යුතුය:

R 3 /T 2 = GM/4p 2

අපි දැන් වෙනත් කක්ෂීය අරයක් සහ කක්ෂීය කාල සීමාවක් සහිත වෙනත් ග්‍රහලෝකයකට ගමන් කරන්නේ නම්, නව අනුපාතය නැවතත් GM/4p 2 ට සමාන වනු ඇත; G යනු විශ්ව නියතයක් වන අතර M ස්කන්ධය සූර්යයා වටා භ්‍රමණය වන සියලුම ග්‍රහලෝක සඳහා සමාන බැවින් මෙම අගය සියලුම ග්‍රහලෝක සඳහා සමාන වේ.

භෞතික විද්යාඥයින් විසින් නිරන්තරයෙන් අධ්යයනය කරන ලද වැදගත්ම සංසිද්ධිය වන්නේ චලනයයි. විද්‍යුත් චුම්භක සංසිද්ධි, යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ නීති, තාප ගතික සහ ක්වොන්ටම් ක්‍රියාවලි - මේ සියල්ල භෞතික විද්‍යාව විසින් අධ්‍යයනය කරන ලද විශ්වයේ පුළුල් පරාසයක කොටස් වේ. මෙම සියලු ක්‍රියාවලීන් එක් ආකාරයකින් හෝ වෙනත් ආකාරයකින් එක් දෙයකට පැමිණේ - කිරීමට.

සමඟ සම්බන්ධ වේ

විශ්වයේ සෑම දෙයක්ම චලනය වේ. ගුරුත්වාකර්ෂණය යනු කුඩා කල සිටම සියලුම මිනිසුන්ට පොදු සංසිද්ධියක් වන අතර, අප පෘථිවියේ ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රයේ උපත ලබා ඇත;

එහෙත්, අහෝ, ප්රශ්නය වන්නේ ඇයි සහ සියලුම ශරීර එකිනෙකා ආකර්ෂණය කරගන්නේ කෙසේද?, එය බොහෝ දුරට අධ්‍යයනය කර ඇතත්, අද දක්වා සම්පූර්ණයෙන් අනාවරණය වී නොමැත.

මෙම ලිපියෙන් අපි නිව්ටන්ට අනුව විශ්වීය ආකර්ෂණය යනු කුමක්දැයි සොයා බලමු - ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ සම්භාව්‍ය න්‍යාය. කෙසේ වෙතත්, සූත්ර සහ උදාහරණ වෙත යාමට පෙර, අපි ආකර්ෂණය පිළිබඳ ගැටලුවේ සාරය ගැන කතා කර එය අර්ථ දැක්වීමක් ලබා දෙන්නෙමු.

සමහර විට ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ අධ්‍යයනය ස්වභාවික දර්ශනයේ (දේවල සාරය අවබෝධ කර ගැනීමේ විද්‍යාව) ආරම්භය බවට පත් විය හැකිය, සමහර විට ස්වාභාවික දර්ශනය ගුරුත්වාකර්ෂණ සාරය පිළිබඳ ප්‍රශ්නයට හේතු විය, නමුත්, එක් ආකාරයකින් හෝ වෙනත් ආකාරයකින්, ශරීර ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ ප්‍රශ්නය පුරාණ ග්රීසිය ගැන උනන්දු විය.

චලනය ශරීරයේ සංවේදී ලක්ෂණයේ සාරය ලෙස වටහාගෙන ඇත, නැතහොත් නිරීක්ෂකයා එය දකින විට ශරීරය චලනය විය. අපට සංසිද්ධියක් මැනීමට, කිරා මැන බැලීමට හෝ දැනීමට නොහැකි නම්, මෙයින් අදහස් කරන්නේ මෙම සංසිද්ධිය නොපවතින බව ද? ස්වාභාවිකවම, එය එසේ අදහස් නොවේ. ඇරිස්ටෝටල් මෙය තේරුම් ගත් හෙයින්, ගුරුත්වාකර්ෂණ සාරය පිළිබඳ පරාවර්තනයන් ආරම්භ විය.

අද වන විට පෙනෙන පරිදි, සියවස් දස ගණනාවකට පසු, ගුරුත්වාකර්ෂණය යනු ගුරුත්වාකර්ෂණයේ පදනම සහ අපගේ ග්‍රහලෝකයේ ආකර්ෂණය පමණක් නොව, විශ්වයේ ආරම්භය සහ දැනට පවතින සියලුම මූලික අංශු සඳහා පදනම ද වේ.

චලන කාර්යය

අපි චින්තන අත්හදා බැලීමක් කරමු. අපි අපේ වම් අතේ කුඩා බෝලයක් ගනිමු. අපි දකුණු පැත්තෙන් එකම එක ගනිමු. අපි නිවැරදි පන්දුව මුදා හරිමු, එය පහළට වැටීමට පටන් ගනී. වම් එක අතේ පවතී, එය තවමත් චලනය නොවේ.

කාලය ගතවීම මානසිකව නතර කරමු. වැටෙන දකුණු පන්දුව වාතයේ "එල්ලෙයි", වම් එක තවමත් අතේ පවතී. දකුණු පන්දුවට චලනයේ “ශක්තිය” ඇත, වම් එක එසේ නොවේ. නමුත් ඔවුන් අතර ගැඹුරු, අර්ථවත් වෙනස කුමක්ද?

එය චලනය විය යුතු බව ලියා ඇත්තේ කොහේද, වැටෙන බෝලයේ කුමන කොටසෙහිද? එය එකම ස්කන්ධයක්, එකම පරිමාවක් ඇත. එහි එකම පරමාණු ඇති අතර, ඒවා නිශ්චලව සිටින බෝලයක පරමාණුවලට වඩා වෙනස් නොවේ. පන්දුව ඇත? ඔව්, මෙය නිවැරදි පිළිතුරයි, නමුත් පන්දුව දන්නේ කෙසේද විභව ශක්තිය ඇත්තේ කුමක්ද, එය එහි සටහන් කර ඇත්තේ කොහේද?

මෙය හරියටම ඇරිස්ටෝටල්, නිව්ටන් සහ ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් විසින්ම සකස් කරන ලද කාර්යයයි. දක්ෂ චින්තකයින් තිදෙනාම මෙම ගැටළුව අර්ධ වශයෙන් විසඳා ගත් නමුත් අද වන විට විසඳීමට අවශ්‍ය ගැටළු ගණනාවක් තිබේ.

නිව්ටන්ගේ ගුරුත්වාකර්ෂණය

1666 දී, ශ්‍රේෂ්ඨතම ඉංග්‍රීසි භෞතික විද්‍යාඥයා සහ යාන්ත්‍රික I. නිව්ටන් විසින් විශ්වයේ ඇති සියලුම ද්‍රව්‍ය එකිනෙක වෙත නැඹුරු වන බලය ප්‍රමාණාත්මකව ගණනය කළ හැකි නියමයක් සොයා ගන්නා ලදී. මෙම සංසිද්ධිය විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණය ලෙස හැඳින්වේ. "විශ්වීය ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සකසන්න" යනුවෙන් ඔබෙන් ඇසූ විට, ඔබේ පිළිතුර මෙසේ විය යුතුය:

ශරීර දෙකක ආකර්ෂණයට දායක වන ගුරුත්වාකර්ෂණ අන්තර්ක්‍රියා බලය පිහිටයි මෙම ශරීරවල ස්කන්ධයට සෘජු සමානුපාතිකවසහ ඒවා අතර දුර ප්රමාණයට ප්රතිලෝම සමානුපාතිකව.

වැදගත්!නිව්ටන්ගේ ආකර්ෂණ නියමය "දුර" යන යෙදුම භාවිතා කරයි. මෙම පදය ශරීර මතුපිට අතර දුර ලෙස නොව, ඔවුන්ගේ ගුරුත්වාකර්ෂණ මධ්යස්ථාන අතර දුර ලෙස තේරුම් ගත යුතුය. උදාහරණයක් ලෙස, අරය r1 සහ r2 බෝල දෙකක් එකිනෙක මත වැතිර සිටී නම්, ඒවායේ පෘෂ්ඨයන් අතර දුර ශුන්ය වේ, නමුත් ආකර්ෂණීය බලයක් ඇත. කාරණය වන්නේ ඒවායේ කේන්ද්‍ර r1+r2 අතර දුර ශුන්‍යයට වඩා වෙනස් වීමයි. කොස්මික් පරිමාණයෙන්, මෙම පැහැදිලි කිරීම වැදගත් නොවේ, නමුත් කක්ෂයේ සිටින චන්ද්‍රිකාවක් සඳහා, මෙම දුර අපගේ ග්‍රහලෝකයේ අරය සමඟ මතුපිටට ඉහළින් ඇති උසට සමාන වේ. පෘථිවිය සහ චන්ද්‍රයා අතර දුර මනිනු ලබන්නේ ඒවායේ මතුපිට නොව ඒවායේ මධ්‍යස්ථාන අතර දුර ලෙස ය.

ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සඳහා සූත්‍රය පහත පරිදි වේ:

,

• F - ආකර්ෂණ බලය,
• - ස්කන්ධය,
• r - දුර,
• G - ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය 6.67·10−11 m³/(kg·s²) ට සමාන වේ.

අපි ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය දෙස බැලුවහොත් බර යනු කුමක්ද?

බලය යනු දෛශික ප්‍රමාණයකි, නමුත් විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමයේ එය සම්ප්‍රදායිකව අදිශයක් ලෙස ලියා ඇත. දෛශික පින්තූරයක, නීතිය මේ ආකාරයෙන් පෙනෙනු ඇත:

.

නමුත් මෙම බලය කේන්ද්‍ර අතර දුර ඝනකයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික බව ඉන් අදහස් නොවේ. සම්බන්ධතාවය එක් මධ්‍යස්ථානයක සිට තවත් මධ්‍යස්ථානයකට යොමු කෙරෙන ඒකක දෛශිකයක් ලෙස සැලකිය යුතුය.

.

ගුරුත්වාකර්ෂණ අන්තර්ක්‍රියා නීතිය

බර සහ ගුරුත්වාකර්ෂණය

ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සලකා බැලීමෙන්, අප පෞද්ගලිකව එය පුදුමයට කරුණක් නොවන බව කෙනෙකුට තේරුම් ගත හැකිය සූර්යයාගේ ගුරුත්වාකර්ෂණය පෘථිවියට වඩා බෙහෙවින් දුර්වල බව අපට දැනේ. දැවැන්ත සූර්යයාට විශාල ස්කන්ධයක් තිබුණත් එය අපෙන් බොහෝ දුරයි. එය සූර්යයාට වඩා බොහෝ දුරින් පිහිටා ඇත, නමුත් එය විශාල ස්කන්ධයක් ඇති බැවින් එය ආකර්ෂණය වේ. සිරුරු දෙකක ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය සොයා ගන්නේ කෙසේද, එනම් සූර්යයාගේ, පෘථිවියේ සහ ඔබ සහ මා යන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය ගණනය කරන්නේ කෙසේද - අපි මෙම ගැටලුව සමඟ ටිකක් පසුව කටයුතු කරමු.

අප දන්නා පරිදි ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය මෙසේය.

m යනු අපගේ ස්කන්ධය වන අතර g යනු පෘථිවියේ නිදහස් වැටීමේ ත්වරණය (9.81 m/s 2) වේ.

වැදගත්!ආකර්ශනීය බලවේග වර්ග දෙකක්, තුනක්, දහයක් නැත. ආකර්ෂණයේ ප්‍රමාණාත්මක ලක්ෂණයක් දෙන එකම බලය ගුරුත්වාකර්ෂණයයි. බර (P = mg) සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය එකම දෙයකි.

m යනු අපගේ ස්කන්ධය නම්, M යනු පෘථිවි ගෝලයේ ස්කන්ධය, R යනු එහි අරය, එවිට අප මත ක්‍රියා කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය සමාන වේ:

මේ අනුව, F = mg සිට:

.

ස්කන්ධ m අඩු වන අතර, නිදහස් වැටීමේ ත්වරණය සඳහා ප්‍රකාශනය පවතී:

අපට පෙනෙන පරිදි, ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය සැබවින්ම නියත අගයකි, මන්ද එහි සූත්‍රයට නියත ප්‍රමාණ ඇතුළත් වේ - අරය, පෘථිවි ස්කන්ධය සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය. මෙම නියතවල අගයන් ආදේශ කිරීම, ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය 9.81 m/s 2 ට සමාන බව අපි සහතික කරමු.

පෘථිවිය තවමත් පරිපූර්ණ ගෝලයක් නොවන බැවින් විවිධ අක්ෂාංශ වලදී ග්‍රහලෝකයේ අරය තරමක් වෙනස් වේ. මේ නිසා, පෘථිවි ගෝලයේ එක් එක් ස්ථානවල නිදහස් වැටීමේ ත්වරණය වෙනස් වේ.

පෘථිවියේ සහ සූර්යයාගේ ආකර්ෂණය වෙත ආපසු යමු. සූර්යයාට වඩා ප්‍රබලව ලෝකය ඔබව සහ මා ආකර්ෂණය කරන බව උදාහරණයක් සමඟ ඔප්පු කිරීමට උත්සාහ කරමු.

පහසුව සඳහා, අපි පුද්ගලයෙකුගේ ස්කන්ධය ගනිමු: m = 100 kg. ඉන්පසු:

• පුද්ගලයෙකු සහ ගෝලය අතර ඇති දුර ග්රහලෝකයේ අරයට සමාන වේ: R = 6.4 ∙ 10 6 m.
• පෘථිවියේ ස්කන්ධය: M ≈ 6∙ 10 24 kg.
• සූර්යයාගේ ස්කන්ධය: Mc ≈ 2∙10 30 kg.
• අපේ ග්රහලෝකය සහ සූර්යයා අතර දුර (සූර්යයා සහ මිනිසා අතර): r=15∙10 10 m.

මිනිසා සහ පෘථිවිය අතර ගුරුත්වාකර්ෂණ ආකර්ෂණය:

මෙම ප්‍රති result ලය බර සඳහා සරල ප්‍රකාශනයෙන් ඉතා පැහැදිලිය (P = mg).

මිනිසා සහ සූර්යයා අතර ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය:

අපට පෙනෙන පරිදි, අපගේ ග්‍රහලෝකය 2000 ගුණයකින් පමණ ශක්තිමත්ව අපව ආකර්ෂණය කරයි.

පෘථිවිය සහ සූර්යයා අතර ආකර්ෂණ බලය සොයා ගන්නේ කෙසේද? පහත ආකාරයෙන්:

දැන් අපි දකිනවා සූර්යයා අපේ ග්‍රහලෝකය ආකර්ෂණය කරන ග්‍රහලෝකය ඔබ සහ මා ආකර්ෂණය කරනවාට වඩා බිලියන බිලියනයකට වඩා ශක්තිමත් බව.

පළමු ගැලවීමේ වේගය

අයිසැක් නිව්ටන් විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සොයා ගැනීමෙන් පසුව, ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රය අභිබවා ගොස් සදහටම ලෝකයෙන් පිටවන ලෙස ශරීරයක් කෙතරම් වේගයෙන් විසි කළ යුතුද යන්න ගැන ඔහු උනන්දු විය.

ඇත්ත, ඔහු එය ටිකක් වෙනස් ලෙස සිතුවේය, ඔහුගේ අවබෝධය අනුව එය සිරස් අතට අහසට එල්ල වූ රොකට්ටුවක් නොව, කන්දක් මුදුනේ සිට තිරස් අතට පනින ශරීරයකි. මෙය තාර්කික නිදර්ශනයක් වූ නිසා කඳු මුදුනේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය තරමක් අඩුය.

එබැවින්, එවරස්ට් මුදුනේදී, ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය සාමාන්‍ය 9.8 m/s 2 නොවේ, නමුත් පාහේ m/s 2 වේ. මේ හේතුව නිසා එහි වාතය ඉතා තුනී වේ, වායු අංශු මතුපිටට “වැටුණු” තරම් ගුරුත්වාකර්ෂණයට බැඳී නොමැත.

ගැලවීමේ ප්‍රවේගය යනු කුමක්දැයි සොයා බැලීමට උත්සාහ කරමු.

පළමු ගැලවීමේ ප්‍රවේගය v1 යනු ශරීරය පෘථිවි පෘෂ්ඨයෙන් (හෝ වෙනත් ග්‍රහලෝකයකින්) පිටත් වී වෘත්තාකාර කක්ෂයකට ඇතුල් වන වේගයයි.

අපගේ පෘථිවිය සඳහා මෙම අගයේ සංඛ්‍යාත්මක අගය සොයා ගැනීමට උත්සාහ කරමු.

වෘත්තාකාර කක්ෂයක ග්‍රහලෝකයක් වටා භ්‍රමණය වන ශරීරයක් සඳහා නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමය ලියා තබමු:

,

h යනු පෘෂ්ඨයට ඉහලින් ඇති ශරීරයේ උස වන අතර R යනු පෘථිවියේ අරය වේ.

කක්ෂයේ දී, ශරීරයක් කේන්ද්රාපසාරී ත්වරණයට යටත් වේ, මේ අනුව:

.

ස්කන්ධය අඩු වේ, අපට ලැබෙන්නේ:

,

මෙම වේගය පළමු ගැලවීමේ වේගය ලෙස හැඳින්වේ.

ඔබට පෙනෙන පරිදි, ගැලවී යාමේ වේගය ශරීර ස්කන්ධයෙන් සම්පූර්ණයෙන්ම ස්වාධීන වේ. මේ අනුව, තත්පරයට කිලෝමීටර 7.9 ක වේගයකින් වේගවත් වන ඕනෑම වස්තුවක් අපගේ ග්‍රහලෝකයෙන් ඉවත් වී එහි කක්ෂයට ඇතුල් වේ.

පළමු ගැලවීමේ වේගය

දෙවන ගැලවීමේ වේගය

කෙසේ වෙතත්, ශරීරය පළමු ගැලවීමේ ප්‍රවේගයට වේගවත් කළද, පෘථිවිය සමඟ එහි ගුරුත්වාකර්ෂණ සම්බන්ධතාවය සම්පූර්ණයෙන්ම බිඳ දැමීමට අපට නොහැකි වනු ඇත. අපට දෙවන ගැලවීමේ ප්‍රවේගයක් අවශ්‍ය වන්නේ එබැවිනි. මෙම වේගය ශරීරයට ළඟා වූ විට ග්රහලෝකයේ ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රය හැර යයිසහ හැකි සියලුම සංවෘත කක්ෂ.

වැදගත්!සඳ වෙත යාමට නම් ගගනගාමීන්ට දෙවන ගැලවීමේ ප්‍රවේගයට ළඟා විය යුතු බව බොහෝ විට වැරදි ලෙස විශ්වාස කෙරේ, මන්ද ඔවුන්ට ප්‍රථමයෙන් ග්‍රහලෝකයේ ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයෙන් "විසන්ධි" කිරීමට සිදු විය. මෙය එසේ නොවේ: පෘථිවි-චන්ද්ර යුගලය පෘථිවි ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රයේ ඇත. ඔවුන්ගේ පොදු ගුරුත්වාකර්ෂණ මධ්‍යස්ථානය පෘථිවි ගෝලය තුළ පිහිටා ඇත.

මෙම වේගය සොයා ගැනීම සඳහා, අපි ගැටලුව ටිකක් වෙනස් ලෙස ඉදිරිපත් කරමු. අපි හිතමු ශරීරයක් අනන්තයේ සිට ග්‍රහලෝකයකට පියාසර කරනවා කියලා. ප්‍රශ්නය: ගොඩබෑමේදී (වායුගෝලය සැලකිල්ලට නොගෙන, ඇත්ත වශයෙන්ම) මතුපිටට ළඟා වන වේගය කුමක්ද? මෙය හරියටම වේගයයි ශරීරය පෘථිවිය හැර යාමට අවශ්ය වනු ඇත.

විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය. භෞතික විද්‍යාව 9 ශ්‍රේණිය

විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නීතිය.

නිගමනය

විශ්වයේ ප්‍රධාන බලය ගුරුත්වාකර්ෂණය වුවද, මෙම සංසිද්ධියට හේතු බොහොමයක් තවමත් අභිරහසක්ව පවතින බව අපි ඉගෙන ගත්තෙමු. නිව්ටන්ගේ විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය යනු කුමක්දැයි අපි ඉගෙන ගත්තෙමු, එය විවිධ ශරීර සඳහා ගණනය කිරීමට ඉගෙන ගත් අතර, ගුරුත්වාකර්ෂණ විශ්වීය නියමය වැනි සංසිද්ධියකින් අනුගමනය කරන ප්‍රයෝජනවත් ප්‍රතිවිපාක කිහිපයක් ද අධ්‍යයනය කළෙමු.

පුරාවෘත්තයට අනුව සවස වත්තේ ඇවිදිමින් භෞතික විද්‍යාවේ ගැටලු ගැන සිතමින් සිටි ශ්‍රේෂ්ඨ ඉංග්‍රීසි විද්‍යාඥ අයිසැක් නිව්ටන් විසින් විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සොයා ගත් බව රහසක් නොවේ. ඒ මොහොතේ, ඇපල් ගෙඩියක් ගසෙන් වැටුණි (එක් අනුවාදයකට අනුව, භෞතික විද්‍යාඥයාගේ හිස මත කෙලින්ම, තවත් කෙනෙකුට අනුව, එය සරලව වැටුණි), එය පසුව නිව්ටන්ගේ සුප්‍රසිද්ධ ඇපල් බවට පත් විය, එය විද්‍යාඥයා තීක්ෂ්ණ බුද්ධිය කරා ගෙන ගිය නිසා, යුරේකා. නිව්ටන්ගේ හිස මතට වැටුණු ඇපල් ගෙඩිය විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සොයා ගැනීමට ඔහුව පෙලඹවූයේ රාත්‍රී අහසේ චන්ද්‍රයා නිශ්චලව පැවති නමුත් ඇපල් ගෙඩිය වැටුණු බැවිනි, සමහර විට විද්‍යාඥයා සිතන්නේ සඳ මත කිසියම් බලයක් ක්‍රියා කරන බව (එය භ්‍රමණය වීමට හේතු වේ). කක්ෂය), එසේ ඇපල් මත, එය බිම වැටීමට හේතු වේ.

දැන්, සමහර විද්‍යා ඉතිහාසඥයින්ට අනුව, ඇපල් ගැන මේ මුළු කතාවම ලස්සන ප්‍රබන්ධයක් පමණි. ඇත්ත වශයෙන්ම, ඇපල් ගෙඩිය වැටුණාද නැද්ද යන්න එතරම් වැදගත් නොවේ; විද්‍යාඥයා සැබෑ ලෙසම භෞතික විද්‍යාවේ සහ තාරකා විද්‍යාවේ මූලික ගලක් වන විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සොයා ගෙන සකස් කළේය.

ඇත්ත වශයෙන්ම, නිව්ටන්ට බොහෝ කලකට පෙර, මිනිසුන් බිමට වැටෙන දේවල් සහ අහසේ තරු යන දෙකම නිරීක්ෂණය කළ නමුත් ඔහුට පෙර ඔවුන් විශ්වාස කළේ ගුරුත්වාකර්ෂණ වර්ග දෙකක් ඇති බවයි: භූමිෂ්ඨ (පෘථිවිය තුළ පමණක් ක්‍රියා කිරීම, ශරීර වැටීමට හේතු වේ) සහ ආකාශ ( තරු සහ සඳ මත ක්රියා කිරීම). ඔහුගේ හිසෙහි මෙම ගුරුත්වාකර්ෂණ වර්ග දෙක ඒකාබද්ධ කළ පළමු පුද්ගලයා නිව්ටන් ය, එක් ගුරුත්වාකර්ෂණයක් පමණක් ඇති බවත් එහි ක්‍රියාව විශ්වීය භෞතික නීතියකින් විස්තර කළ හැකි බවත් තේරුම් ගත් පළමු තැනැත්තා ය.

විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නීතියේ අර්ථ දැක්වීම

මෙම නීතියට අනුව, සියලුම ද්‍රව්‍යමය සිරුරු එකිනෙක ආකර්ෂණය වන අතර, ආකර්ෂණ බලය ශරීරවල භෞතික හෝ රසායනික ගුණාංග මත රඳා නොපවතී. එය රඳා පවතින්නේ, සෑම දෙයක්ම හැකි තරම් සරල කර ඇත්නම්, ශරීරවල බර සහ ඒවා අතර දුර ප්රමාණය මත පමණි. පෘථිවියේ ඇති සියලුම ශරීර ගුරුත්වාකර්ෂණය ලෙස හැඳින්වෙන අපගේ ග්‍රහලෝකයේම ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයට බලපාන බව ද ඔබ අතිරේකව සැලකිල්ලට ගත යුතුය (ලතින් භාෂාවෙන් "gravitas" යන වචනය බර ලෙස පරිවර්තනය කර ඇත).

අපි දැන් විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය හැකිතාක් කෙටියෙන් සකස් කර ලිවීමට උත්සාහ කරමු: m1 සහ m2 ස්කන්ධ ඇති සහ R දුරකින් වෙන් කරන ලද ශරීර දෙකක් අතර ආකර්ෂණ බලය ස්කන්ධ දෙකටම සෘජුව සමානුපාතික වන අතර චතුරස්‍රයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ. ඔවුන් අතර දුර.

විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සඳහා සූත්රය

පහතින් අපි ඔබේ අවධානයට විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමයේ සූත්‍රය ඉදිරිපත් කරමු.

මෙම සූත්‍රයේ G යනු ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය වන අතර එය 6.67408(31) 10 -11 ට සමාන වේ, මෙය ඕනෑම ද්‍රව්‍ය වස්තුවක් මත අපගේ ග්‍රහලෝකයේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ බලපෑමේ විශාලත්වයයි.

විශ්වීය ගුරුත්වාකර්ෂණ නීතිය සහ ශරීර බර නොමැතිකම

නිව්ටන් විසින් සොයා ගන්නා ලද විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය මෙන්ම ඊට අනුබද්ධ ගණිත උපකරණ ද පසුව ආකාශ යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ සහ තාරකා විද්‍යාවේ පදනම බවට පත් විය, මන්ද එහි ආධාරයෙන් ආකාශ වස්තූන්ගේ චලනයේ ස්වභාවය මෙන්ම සංසිද්ධිය පැහැදිලි කළ හැකි බැවිනි. බර අඩුකම. ග්‍රහලෝකයක් වැනි විශාල සිරුරක ආකර්ෂණ බලයෙන් හා ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයෙන් සැලකිය යුතු දුරකින් අභ්‍යවකාශයේ සිටීම නිසා ඕනෑම ද්‍රව්‍යමය වස්තුවක් (උදාහරණයක් ලෙස ගගනගාමීන් සිටින අභ්‍යවකාශ යානයක්) බර රහිත තත්ත්වයකට පත්වේ. පෘථිවි ගුරුත්වාකර්ෂණ බලපෑම (ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සඳහා සූත්‍රයේ G) හෝ වෙනත් ග්‍රහලෝකයක් තවදුරටත් එයට බලපාන්නේ නැත.

විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නීතිය, වීඩියෝ

අවසාන වශයෙන්, විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සොයා ගැනීම පිළිබඳ උපදේශාත්මක වීඩියෝවක්.

ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය සරලම ප්‍රමාණාත්මක නීති මගින් විස්තර කෙරේ. නමුත් මෙම සරල බව තිබියදීත්, ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ ප්රකාශනයන් ඉතා සංකීර්ණ හා විවිධාකාර විය හැකිය.

ගුරුත්වාකර්ෂණ අන්තර්ක්‍රියා නිව්ටන් විසින් සොයා ගන්නා ලද විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය මගින් විස්තර කෙරේ.

ද්‍රව්‍ය ලක්ෂ්‍ය ආකර්ෂණය වන්නේ ඒවායේ ස්කන්ධවල ගුණිතයට සමානුපාතික බලයකින් සහ ඒවා අතර දුර ප්‍රමාණයේ වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතිකව ය:

ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය.සමානුපාතික සංගුණකය ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය ලෙස හැඳින්වේ. මෙම ප්‍රමාණය ගුරුත්වාකර්ෂණ අන්තර්ක්‍රියාවේ තීව්‍රතාවය සංලක්ෂිත වන අතර ප්‍රධාන භෞතික නියතයන්ගෙන් එකකි. එහි සංඛ්‍යාත්මක අගය ඒකක පද්ධතියේ තේරීම මත රඳා පවතින අතර SI ඒකකවල ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය සංඛ්‍යාත්මකව දුරින් පිහිටා ඇති කිලෝග්‍රෑම් 1 බැගින් වූ ස්කන්ධ දෙකේ ආකර්ෂණ බලයට සමාන බව පැහැදිලි වේ. එකිනෙකාගෙන්. ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතයේ අගය ඉතා කුඩා බැවින් අප අවට ඇති සිරුරු අතර ඇති ආකර්ෂණය අපට නොපෙනේ. පෘථිවියේ දැවැන්ත ස්කන්ධය නිසා පමණක්, අවට වස්තූන් පෘථිවිය දෙසට ආකර්ෂණය වීම අප වටා සිදුවන සෑම දෙයකටම තීරණාත්මක ලෙස බලපායි.

සහල්. 91. ගුරුත්වාකර්ෂණ අන්තර්ක්‍රියා

සූත්‍රය (1) ලබා දෙන්නේ ලක්ෂ්‍ය ශරීරවල අන්‍යෝන්‍ය ආකර්ෂණයේ බලයේ මාපාංකය පමණි. ඇත්ත වශයෙන්ම, ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය අන්තර්ක්‍රියා කරන එක් එක් සිරුරු මත ක්‍රියා කරන බැවින් එය බල දෙකක් පමණ වේ. මෙම බලවේග නිව්ටන්ගේ තුන්වන නියමයට අනුව විශාලත්වයෙන් සමාන වන අතර දිශාවෙන් ප්‍රතිවිරුද්ධ වේ. ද්රව්ය ලක්ෂ්ය සම්බන්ධ කරන සරල රේඛාවක් ඔස්සේ ඒවා යොමු කෙරේ. එවැනි බලවේග මධ්යම ලෙස හැඳින්වේ. දෛශික ප්‍රකාශනය, උදාහරණයක් ලෙස, ස්කන්ධ ශරීරයක් මත ස්කන්ධ ශරීරයක් ක්‍රියා කරන බලය සඳහා (රූපය 91), ආකෘතිය ඇත.

ද්‍රව්‍ය ලක්ෂ්‍යවල අරය දෛශික ඛණ්ඩාංකවල මූලාරම්භය තේරීම මත රඳා පැවතුනද, ඒවායේ වෙනස සහ එම නිසා බලය රඳා පවතින්නේ ආකර්ශනීය ශරීරවල සාපේක්ෂ පිහිටීම මත පමණි.

කෙප්ලර්ගේ නීති.නිව්ටන්ට ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ අදහස ලබා දුන් ඇපල් ගෙඩියක් පිළිබඳ සුප්‍රසිද්ධ පුරාවෘත්තය බැරෑරුම් ලෙස සැලකිය යුතු නොවේ. විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය ස්ථාපිත කිරීමේදී, ටයිකෝ බ්‍රාහේගේ තාරකා විද්‍යාත්මක නිරීක්ෂණ පදනම මත ජොහැන්නස් කෙප්ලර් විසින් සොයා ගන්නා ලද සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ ග්‍රහලෝකවල චලිත නීති වලින් නිව්ටන් ඉදිරියට ගියේය. කෙප්ලර්ගේ නීති තුනේ මෙසේ සඳහන් වේ.

1. ග්‍රහලෝක ගමන් කරන ගමන් පථ ඉලිප්සාවන් වන අතර සූර්යයා එක් කේන්ද්‍රයක පිහිටා ඇත.

2. සූර්යයාගෙන් අඳින ලද ග්‍රහලෝකයේ අරය දෛශිකය, සමාන කාල පරාසයක් පුරා විහිදේ.

3. සියලුම ග්‍රහලෝක සඳහා, ඉලිප්සීය කක්ෂයේ අර්ධ ප්‍රධාන අක්ෂයේ ඝනකයට කක්ෂීය කාල පරිච්ඡේදයේ වර්ග අනුපාතය සමාන අගයක් ඇත.

බොහෝ ග්‍රහලෝකවල කක්ෂ චක්‍රාකාර ඒවාට වඩා සුළු වශයෙන් වෙනස් වේ. සරල බව සඳහා, අපි ඒවා හරියටම චක්රලේඛය ලෙස සලකා බලමු. මෙය කෙප්ලර්ගේ පළමු නියමයට පටහැනි නොවේ, මන්ද වෘත්තයක් යනු ඉලිප්සයක විශේෂ අවස්ථාවක් වන අතර එහි නාභි දෙකම සමපාත වේ. කෙප්ලර්ගේ දෙවන නියමයට අනුව, ග්‍රහලෝකය ඒකාකාරව, එනම් නිරපේක්ෂ අගයක නියත වේගයකින් වෘත්තාකාර මාර්ගයක් ඔස්සේ ගමන් කරයි. එපමනක් නොව, කෙප්ලර්ගේ තුන්වන නියමය පවසන්නේ T කක්ෂීය කාලපරිච්ඡේදයේ වර්ග අනුපාතය වෘත්තාකාර කක්ෂයක අරයේ ඝනකයට සියලු ග්‍රහලෝක සඳහා සමාන වන බවයි:

නියත වේගයකින් රවුමක ගමන් කරන ග්‍රහලෝකයකට සමාන කේන්ද්‍රාපසාරී ත්වරණයක් ඇත (3) කොන්දේසිය සපුරා ඇති විට ග්‍රහලෝකයට එවැනි ත්වරණයක් ලබා දෙන බලය තීරණය කිරීමට අපි මෙය භාවිතා කරමු. නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමයට අනුව, ග්‍රහලෝකයක ත්වරණය ග්‍රහලෝකයේ ස්කන්ධයට එය මත ක්‍රියා කරන බලයේ අනුපාතයට සමාන වේ.

මෙතැන් සිට, කෙප්ලර්ගේ තුන්වන නියමය (3) සැලකිල්ලට ගනිමින්, බලය ග්‍රහලෝකයේ ස්කන්ධය මත සහ එහි වෘත්තාකාර කක්ෂයේ අරය මත රඳා පවතින ආකාරය තහවුරු කිරීම පහසුය. (4) දෙපසම ගුණ කිරීමෙන් වම් පැත්තේ, (3) අනුව, සියලු ග්‍රහලෝක සඳහා අගය සමාන බව අපට පෙනේ. මෙයින් අදහස් කරන්නේ සියලුම ග්‍රහලෝක සඳහා සමාන වන දකුණු පැත්ත සමාන බවයි. එම නිසා, එනම් ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය සූර්යයාගේ සිට ඇති දුර වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වන අතර ග්‍රහලෝකයේ ස්කන්ධයට සෘජුව සමානුපාතික වේ. නමුත් සූර්යයා සහ ග්රහලෝකය ඔවුන්ගේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය තුළ ක්රියා කරයි

සමාන හවුල්කරුවන් ලෙස අන්තර් ක්රියා කිරීම. ඒවා එකිනෙකට වෙනස් වන්නේ ස්කන්ධයෙන් පමණි. ආකර්ෂණ බලය ග්‍රහලෝකයේ ස්කන්ධයට සමානුපාතික වන බැවින්, එය සූර්යයා M හි ස්කන්ධයට සමානුපාතික විය යුතුය:

මෙම සූත්‍රයට G සමානුපාතික සංගුණකය හඳුන්වා දීමෙන්, අන්තර්ක්‍රියා කරන සිරුරුවල ස්කන්ධයන් හෝ ඒවා අතර ඇති දුර මත තවදුරටත් රඳා නොපවතින, අපි විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමයට (1) පැමිණෙමු.

ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රය.සිරුරුවල ගුරුත්වාකර්ෂණ අන්තර්ක්‍රියා ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රය යන සංකල්පය භාවිතයෙන් විස්තර කළ හැකිය. නිව්ටන්ගේ විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සූත්‍රගත කිරීම, අතරමැදි මාධ්‍යයක සහභාගීත්වයකින් තොරව, ඊනියා දිගු දුර ක්‍රියාව, දුරින් සිටින සිරුරුවල සෘජු ක්‍රියාකාරිත්වය පිළිබඳ අදහසට අනුරූප වේ. නූතන භෞතික විද්‍යාවේ දී, සිරුරු අතර ඕනෑම අන්තර්ක්‍රියා සම්ප්‍රේෂණය මෙම සිරුරු විසින් නිර්මාණය කරන ලද ක්ෂේත්‍ර හරහා සිදු කරන බව විශ්වාස කෙරේ. එක් ශරීරයක් අනෙකා මත කෙලින්ම ක්‍රියා නොකරයි, එය අවට අවකාශය යම් යම් ගුණාංග වලින් ලබා දෙයි - එය ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයක්, විශේෂ ද්‍රව්‍ය පරිසරයක් නිර්මාණය කරයි, එය අනෙක් ශරීරයට බලපායි.

භෞතික ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රය පිළිබඳ අදහස සෞන්දර්යාත්මක හා ඉතා ප්රායෝගික කාර්යයන් ඉටු කරයි. ගුරුත්වාකර්ෂණ බලවේග දුරින් ක්‍රියා කරයි, ඒවා ඇදගෙන යන්නේ අපට හරියටම අදින්නේ කුමක්දැයි නොපෙනේ. බල ක්ෂේත්‍රයක් යනු අප සඳහා කොකු, ලණු හෝ ප්‍රත්‍යාස්ථ පටි වෙනුවට ආදේශ කරන යම් ආකාරයක වියුක්තයකි. භෞතික ක්ෂේත්‍රයක් යන සංකල්පය වෙනත් සරල සංකල්ප හරහා අර්ථ දැක්විය නොහැකි මූලික සංකල්පවලින් එකක් වන බැවින් ක්ෂේත්‍රය පිළිබඳ කිසිදු දෘශ්‍ය චිත්‍රයක් ලබා දිය නොහැක. කෙනෙකුට විස්තර කළ හැක්කේ එහි ගුණාංග පමණි.

ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයට බලයක් නිර්මාණය කිරීමට ඇති හැකියාව සැලකිල්ලට ගනිමින්, ක්ෂේත්‍රය රඳා පවතින්නේ බලය ක්‍රියා කරන ශරීරය මත පමණක් බවත්, එය ක්‍රියා කරන ශරීරය මත රඳා නොපවතින බවත් අපි විශ්වාස කරමු.

සම්භාව්‍ය යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ (නිව්ටෝනියානු යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ) රාමුව තුළ - දිගු දුර ක්‍රියාව සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයක් හරහා අන්තර්ක්‍රියා කිරීම පිළිබඳ අදහස් දෙකම එකම ප්‍රතිඵලවලට තුඩු දෙන අතර සමානව වලංගු වන බව සලකන්න. මෙම විස්තර කිරීමේ ක්‍රමවලින් එකක් තෝරා ගැනීම තීරණය වන්නේ පහසුව සලකා බැලීමෙන් පමණි.

ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රයේ ශක්තිය.ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයක බල ලක්ෂණය වන්නේ ඒකක ස්කන්ධයේ ද්‍රව්‍ය ලක්ෂ්‍යයක් මත ක්‍රියා කරන බලය මගින් මනිනු ලබන එහි තීව්‍රතාවය, එනම් අනුපාතයයි.

M ලක්ෂ්‍ය ස්කන්ධයෙන් නිර්මාණය වන ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයට ගෝලාකාර සමමිතිය ඇති බව පැහැදිලිය. මෙයින් අදහස් කරන්නේ ඕනෑම ස්ථානයක තීව්‍රතා දෛශිකය ක්ෂේත්‍රය නිර්මාණය කරන M ස්කන්ධය දෙසට යොමු වන බවයි. විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමයෙන් (1) පහත පරිදි ක්ෂේත්‍ර ශක්ති මාපාංකය සමාන වේ

සහ ක්ෂේත්ර ප්රභවයට ඇති දුර ප්රමාණය මත පමණක් රඳා පවතී. ප්‍රතිලෝම වර්ග නියමයට අනුව ලක්ෂ්‍ය ස්කන්ධයක ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය දුර සමඟ අඩු වේ. එවැනි ක්ෂේත්රවල, සිරුරු චලනය කෙප්ලර්ගේ නීතිවලට අනුකූලව සිදු වේ.

සුපිරි ස්ථාන මූලධර්මය.අත්දැකීම්වලින් පෙනී යන්නේ ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍ර අධි ස්ථානගත කිරීමේ මූලධර්මය තෘප්තිමත් කරන බවයි. මෙම මූලධර්මය අනුව, ඕනෑම ස්කන්ධයක් විසින් නිර්මාණය කරන ලද ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රය අනෙකුත් ස්කන්ධයන්ගේ පැවැත්ම මත රඳා නොපවතී. ශරීර කිහිපයක් විසින් නිර්මාණය කරන ලද ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය මෙම ශරීර තනි තනිව නිර්මාණය කරන ලද ක්ෂේත්‍ර ශක්තියේ දෛශික එකතුවට සමාන වේ.

සුපිරි ස්ථානගත කිරීමේ මූලධර්මය මඟින් විස්තීරණ ශරීර මගින් නිර්මාණය කරන ලද ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍ර ගණනය කිරීමට ඉඩ සලසයි. මෙය සිදු කිරීම සඳහා, ඔබ ද්රව්යමය ලක්ෂ්ය ලෙස සැලකිය හැකි තනි මූලද්රව්යවලට ශරීරය මානසිකව බිඳ දැමිය යුතු අතර, මෙම මූලද්රව්ය මගින් නිර්මාණය කරන ලද ක්ෂේත්ර ශක්තීන්ගේ දෛශික එකතුව සොයා ගත යුතුය. මෙම බෝලයෙන් පිටත ගෝලාකාර සමමිතික ස්කන්ධ ව්‍යාප්තියක් (විශේෂයෙන් සමජාතීය බෝලයක්) සහිත බෝලයක් විසින් නිර්මාණය කරන ලද ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රය එම ද්‍රව්‍ය ලක්ෂ්‍යයේ ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයෙන් වෙන්කර හඳුනාගත නොහැකි බව අධි ස්ථානගත කිරීමේ මූලධර්මය භාවිතා කරමින් පෙන්විය හැක. බෝලය ලෙස ස්කන්ධය, පන්දුවේ කේන්ද්‍රයේ තබා ඇත. මෙයින් අදහස් වන්නේ පන්දුවේ ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රයේ තීව්රතාවය එකම සූත්රය (6) මගින් ලබා දෙන බවයි. මෙම සරල ප්‍රතිඵලය සාක්ෂි නොමැතිව මෙහි දක්වා ඇත. ආරෝපිත බෝලයක ක්ෂේත්‍රය සලකා බැලීමේදී විද්‍යුත් ස්ථිතික අන්තර්ක්‍රියා අවස්ථාව සඳහා එය ලබා දෙනු ඇත, එහිදී බලය ද දුර වර්ගයට ප්‍රතිලෝම සමානුපාතිකව අඩු වේ.

ගෝලාකාර සිරුරු ආකර්ෂණය.මෙම ප්‍රතිඵලය භාවිතා කර නිව්ටන්ගේ තුන්වන නියමය ක්‍රියාවට නංවමින්, ගෝලාකාර සමමිතික ස්කන්ධ ව්‍යාප්තියක් ඇති බෝල දෙකක්, ඒවායේ ස්කන්ධයන් ඒවායේ කේන්ද්‍රවල සංකේන්ද්‍රණය වී ඇති ආකාරයට, එනම් හුදෙක් ලක්ෂ්‍ය ස්කන්ධ ලෙස එකිනෙකට ආකර්ෂණය වන බව පෙන්විය හැක. අපි අදාළ සාක්ෂි ඉදිරිපත් කරමු.

ස්කන්ධ සහිත බෝල දෙකක් බලවේග සමඟ එකිනෙකා ආකර්ෂණය කර ගැනීමට ඉඩ දෙන්න (රූපය 92a). ඔබ පළමු පන්දුව ලක්ෂ්‍ය ස්කන්ධයකින් (රූපය 92b) ප්‍රතිස්ථාපනය කරන්නේ නම්, දෙවන පන්දුව ඇති ස්ථානයේ එය නිර්මාණය කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රය වෙනස් නොවන අතර, එම නිසා, දෙවන පන්දුව මත ක්‍රියා කරන බලය වෙනස් නොවේ. තුන්වන පදනම මත

නිව්ටන්ගේ නියමය, මෙතැන් සිට අපට නිගමනය කළ හැක්කේ දෙවන පන්දුව පළමු පන්දුවට සමාන බලයකින් ක්‍රියා කරන අතර එය ප්‍රතිස්ථාපනය කරන ද්‍රව්‍ය ලක්ෂ්‍යය, දෙවන පන්දුව විසින් නිර්මාණය කරන ලද ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රය තුළ ඇති බව සැලකිල්ලට ගනිමින් මෙම බලය සොයා ගැනීම පහසුය පළමු පන්දුව පිහිටා ඇති ස්ථානය , එහි කේන්ද්‍රයේ තබා ඇති ලක්ෂ්‍ය ස්කන්ධයක ක්ෂේත්‍රයෙන් වෙන්කර හඳුනාගත නොහැකිය (රූපය 92c).

සහල්. 92. ගෝලාකාර සිරුරු එකිනෙක ආකර්ෂණය වන්නේ ඒවායේ ස්කන්ධ කේන්ද්‍රගත වී ඇති ආකාරයට ය.

මේ අනුව, බෝලවල ආකර්ෂණ බලය ලක්ෂ්ය දෙකක ආකර්ෂණ බලය සමග සමපාත වන අතර ඒවා අතර දුර ප්රමාණය බෝල මධ්යස්ථාන අතර දුර ප්රමාණයට සමාන වේ.

මෙම උදාහරණය ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රය පිළිබඳ සංකල්පයේ ප්‍රායෝගික වටිනාකම පැහැදිලිව පෙන්වයි. ඇත්ත වශයෙන්ම, එක් එක් බෝලයක් මත ක්‍රියා කරන බලය එහි තනි මූලද්‍රව්‍ය මත ක්‍රියා කරන බලවේගවල දෛශික එකතුවක් ලෙස විස්තර කිරීම ඉතා අපහසු වනු ඇත, මෙම සෑම බලවේගයක්ම අන්තර් ක්‍රියාවේ දෛශික එකතුව නියෝජනය කරන බව සැලකිල්ලට ගනිමින්. අපි දෙවන පන්දුව මානසිකව බිඳ දැමිය යුතු සියලුම මූලද්රව්ය සමඟ මෙම මූලද්රව්යයේ බලවේග. ඉහත සාධනය කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී අපි ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයේ ප්‍රභවයක් ලෙස පළමුව එක් බෝලයක් සහ තවත් බෝලයක් මාරුවෙන් මාරුවට සලකා බැලුවෙමු, එය එක් පන්දුවක් මත ක්‍රියා කරන බලය ගැන අප උනන්දු වූයේද යන්න මත පදනම්ව.

පෘථිවි අරය හා සසඳන විට රේඛීය මානයන් කුඩා වන පෘථිවි පෘෂ්ඨය ආසන්නයේ පිහිටා ඇති ඕනෑම ස්කන්ධ ශරීරයක් ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයෙන් ක්‍රියා කරන බව දැන් පැහැදිලිය, එය (5) ට අනුව ලිවිය හැකිය. පෘථිවි ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයේ තීව්‍රතාවයේ මාපාංකයේ අගය ප්‍රකාශනය මගින් ලබා දී ඇත (6), එහි දී M යනු ලෝක ගෝලයේ ස්කන්ධය ලෙස තේරුම් ගත යුතු අතර ඒ වෙනුවට පෘථිවි අරය ආදේශ කළ යුතුය.

සූත්‍රය (7) අදාළ වීමට නම්, පෘථිවිය සමජාතීය බෝලයක් ලෙස සැලකීම අවශ්‍ය නොවේ.

නිදහස් වැටීම.පෘථිවි පෘෂ්ඨය අසල ශරීරයක් චලනය වන්නේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලපෑම යටතේ පමණක් නම්, එනම් නිදහසේ වැටේ නම්, නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමයට අනුව එහි ත්වරණය සමාන වේ.

නමුත් (8) හි දකුණු පස එහි පෘෂ්ඨය ආසන්නයේ පෘථිවි ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රයේ තීව්රතාවයේ අගය ලබා දෙයි. ඉතින්, මෙම ක්ෂේත්රයේ ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රයේ තීව්රතාවය සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය එක හා සමාන වේ. ඒකයි අපි එක අකුරකින් මේ ප්‍රමාණයන් වහාම නම් කළේ

පෘථිවිය කිරා මැන බැලීම.ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතයේ අගය පිළිබඳ පර්යේෂණාත්මක නිර්ණය පිළිබඳ ප්රශ්නය මත අපි දැන් වාසය කරමු, එය තාරකා විද්යාත්මක නිරීක්ෂණ වලින් සොයාගත නොහැකි බව අපි සටහන් කරමු. ඇත්ත වශයෙන්ම, ග්‍රහලෝකවල චලිතය නිරීක්ෂණය කිරීමෙන් කෙනෙකුට සොයාගත හැක්කේ ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතයේ සහ සූර්යයාගේ ස්කන්ධයේ ප්‍රතිඵලය පමණි. චන්ද්‍රයාගේ චලනය, පෘථිවි කෘත්‍රිම චන්ද්‍රිකා හෝ පෘථිවි පෘෂ්ඨය ආසන්නයේ සිරුරු නිදහස් වැටීම නිරීක්ෂණය කිරීමෙන් සොයා ගත හැක්කේ ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතයේ සහ පෘථිවි ස්කන්ධයේ ගුණය පමණි. එය තීරණය කිරීම සඳහා, ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රයේ ප්රභවයේ ස්කන්ධය ස්වාධීනව මැනිය හැකි වීම අවශ්ය වේ. මෙය සිදු කළ හැක්කේ රසායනාගාර තත්වයන් තුළ සිදු කරන ලද අත්හදා බැලීම් වලදී පමණි.

සහල්. 93. කැවෙන්ඩිෂ් අත්හදා බැලීමේ යෝජනා ක්රමය

එවැනි අත්හදා බැලීමක් හෙන්රි කැවෙන්ඩිෂ් විසින් මුලින්ම සිදු කරන ලද්දේ ආතති සමතුලිතතාවයන් භාවිතා කර, කුඩා ඊයම් බෝල සවි කර ඇති කදම්භයේ කෙළවරට ය (රූපය 93). විශාල බර බෝල ඒවාට සමීපව සවි කර ඇත. කුඩා බෝල විශාල ඒවාට ආකර්ෂණය කර ගැනීමේ බලවේගවල බලපෑම යටතේ, ව්යවර්ථ සමතුලිතතාවයේ රොකර් හස්තය තරමක් හැරී ඇති අතර, අත්හිටුවීමේ ප්රත්යාස්ථ නූල් ඇඹරීම මගින් බලය මනිනු ලැබේ. මෙම අත්හදා බැලීම අර්ථ නිරූපණය කිරීම සඳහා, බෝල එකම ස්කන්ධයේ අනුරූප ද්‍රව්‍ය ලක්ෂ්‍ය මෙන් අන්තර්ක්‍රියා කරන බව දැන ගැනීම වැදගත්ය, මන්ද මෙහි ග්‍රහලෝක මෙන් නොව, ඒවා අතර ඇති දුර හා සසඳන විට බෝලවල ප්‍රමාණය කුඩා යැයි සැලකිය නොහැකිය.

කැවෙන්ඩිෂ් ඔහුගේ පරීක්ෂණ වලදී ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය සඳහා අගයක් ලබා ගත් අතර එය දැනට පිළිගත් අගයට වඩා තරමක් වෙනස් විය. කැවෙන්ඩිෂ් අත්හදා බැලීමේ නවීන වෙනස් කිරීම් වලදී, බර බෝලවල ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රය මගින් රොකර් මත කුඩා බෝල වෙත ලබා දෙන ත්වරණයන් මනිනු ලබන අතර එමඟින් මිනුම්වල නිරවද්‍යතාවය වැඩි කිරීමට හැකි වේ. ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය පිළිබඳ දැනුම ඔවුන් විසින් නිර්මාණය කරන ලද ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රවල සිරුරු චලනය නිරීක්ෂණය කිරීමෙන් පෘථිවිය, සූර්යයා සහ අනෙකුත් ගුරුත්වාකර්ෂණ ප්‍රභවයන්ගේ ස්කන්ධයන් තීරණය කිරීමට හැකි වේ. මෙම අර්ථයෙන්, කැවෙන්ඩිෂ්ගේ අත්හදා බැලීම සමහර විට සංකේතාත්මකව පෘථිවියේ බර ලෙස හැඳින්වේ.

විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණය ඉතා සරල නීතියක් මගින් විස්තර කර ඇති අතර, අප දැක ඇති පරිදි, කෙප්ලර්ගේ නියමයන් මත පහසුවෙන් ස්ථාපිත කළ හැකිය. නිව්ටන්ගේ සොයාගැනීමේ විශිෂ්ටත්වය කුමක්ද? පෘථිවියට ඇපල් ගෙඩියක් වැටීම සහ පෘථිවිය වටා චන්ද්‍රයා ගමන් කිරීම, එක්තරා අර්ථයකින් පෘථිවියට වැටීමක් නියෝජනය කරන පොදු හේතුවක් ඇති බවට අදහස එය මූර්තිමත් කළේය. ආකාශ වස්තූන් ඔවුන්ගේ “පරිපූර්ණ” නීතිවලට අනුව චලනය වන බවත්, භූමික වස්තූන් “ලෞකික” නීතිවලට කීකරු වන බවත් සාමාන්‍ය ප්‍රඥාවෙන් පැවසෙන බැවින්, එම ඈත කාලවලදී, මෙය පුදුම සහගත සිතුවිල්ලක් විය. ස්වභාවධර්මයේ ඒකාකාර නියමයන් මුළු විශ්වයටම වලංගු බව නිව්ටන්ගේ අදහස විය.

විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නීතියේ (1) ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතයේ C අගය එකකට සමාන වන පරිදි බල ඒකකයක් ඇතුළත් කරන්න. මෙම බල ඒකකය නිව්ටන් සමඟ සසඳන්න.

සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ ග්‍රහලෝක සඳහා කෙප්ලර්ගේ නියමයන්ගෙන් බැහැරවීම් තිබේද? ඒවා කුමක් නිසාද?

කෙප්ලර්ගේ නියමයන්ගෙන් දුරස්ථභාවය මත ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය රඳා පැවැත්ම තහවුරු කරන්නේ කෙසේද?

තාරකා විද්‍යාත්මක නිරීක්ෂණ මත පදනම්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය තීරණය කළ නොහැක්කේ ඇයි?

ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයක් යනු කුමක්ද? ක්ෂේත්‍ර සංකල්පය භාවිතා කරමින් ගුරුත්වාකර්ෂණ අන්තර්ක්‍රියා විස්තර කිරීම දිගු දුර ක්‍රියා සංකල්පයට සාපේක්ෂව සපයන වාසි මොනවාද?

ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රය සඳහා අධිස්ථාන මූලධර්මය කුමක්ද? සමජාතීය බෝලයක ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රය ගැන කුමක් කිව හැකිද?

ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයේ තීව්‍රතාවය සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය එකිනෙක සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද?

පෘථිවි අරය km හි ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතයේ අගයන් සහ ගුරුත්වාකර්ෂණය නිසා ඇති වන ත්වරණය භාවිතා කරමින් පෘථිවි ස්කන්ධය M ගණනය කරන්න

ජ්යාමිතිය සහ ගුරුත්වාකර්ෂණය.වෙනම සාකච්ඡාවට සුදුසු විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමයේ (1) සරල සූත්‍රය සමඟ සියුම් කරුණු කිහිපයක් සම්බන්ධ වේ. කෙප්ලර්ගේ නීති වලින් එය පහත දැක්වේ.

ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය සඳහා ප්රකාශනයේ හරයේ ඇති දුර දෙවන බලයට ඇතුල් වන බව. සමස්ත තාරකා විද්‍යාත්මක නිරීක්ෂණ සමූහය ඉතා ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් ඝාතකයේ අගය දෙකකට සමාන බව නිගමනය කරයි, එනම් මෙම කරුණ අතිශයින් කැපී පෙනේ: දෙකට ඝාතකයේ නියම සමානාත්මතාවය ත්‍රිමාන භෞතික අවකාශයේ යුක්ලීඩීය ස්වභාවය පිළිබිඹු කරයි. . මෙයින් අදහස් කරන්නේ ශරීරවල පිහිටීම සහ අභ්‍යවකාශයේ ඒවා අතර දුර, ශරීර චලනයන් එකතු කිරීම යනාදිය යුක්ලීඩීය ජ්‍යාමිතිය මගින් විස්තර කරන බවයි. ඝාතක දෙකක නිවැරදි සමානාත්මතාවය අවධාරණය කරන්නේ ත්‍රිමාන යුක්ලීඩීය ලෝකයේ ගෝලයක මතුපිට එහි අරයේ වර්ග ප්‍රමාණයට හරියටම සමානුපාතික වන බවයි.

අවස්ථිති සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධ.ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමයේ ඉහත ව්‍යුත්පන්නයෙන්, සිරුරු අතර ගුරුත්වාකර්ෂණ අන්තර්ක්‍රියා බලය ඒවායේ ස්කන්ධවලට සමානුපාතික වන බව හෝ වඩාත් නිවැරදිව, නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමයේ දැක්වෙන අවස්ථිති ස්කන්ධවලට සමානුපාතික වන අතර ශරීරවල අවස්ථිති ගුණාංග විස්තර කරයි. නමුත් අවස්ථිති භාවය සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ අන්තර්ක්‍රියා වලට භාජනය වීමේ හැකියාව පදාර්ථයේ සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් ගුණාංග වේ.

අවස්ථිති ගුණාංග මත පදනම්ව ස්කන්ධය තීරණය කිරීමේදී, නීතිය භාවිතා වේ. මෙම නිර්වචනයට අනුකූලව ස්කන්ධය මැනීම සඳහා ගතික අත්හදා බැලීමක් අවශ්‍ය වේ - දන්නා බලයක් යොදනු ලබන අතර ත්වරණය මනිනු ලැබේ. ආරෝපිත මුලික අංශු සහ අයන (සහ එමගින් පරමාණු) ස්කන්ධයන් නිර්ණය කිරීම සඳහා ස්කන්ධ වර්ණාවලීක්ෂය භාවිතා කරනුයේ මෙලෙසිනි.

ගුරුත්වාකර්ෂණ සංසිද්ධිය මත පදනම්ව ස්කන්ධය තීරණය කිරීමේදී, මෙම නිර්වචනයට අනුකූලව ස්කන්ධය මැනීම ස්ථිතික අත්හදා බැලීමක් භාවිතයෙන් සිදු කෙරේ. සිරුරු ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයක (සාමාන්‍යයෙන් පෘථිවි ක්ෂේත්‍රය) චලනය නොවී තබා ඇති අතර ඒවා මත ක්‍රියා කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයන් සංසන්දනය කෙරේ. මෙසේ අර්ථ දක්වා ඇති ස්කන්ධය බර හෝ ගුරුත්වාකර්ෂණ ලෙස හැඳින්වේ.

අවස්ථිති සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධවල අගයන් සමාන වේවිද? සියල්ලට පසු, මෙම ගුණාංගවල ප්රමාණාත්මක මිනුම්, ප්රතිපත්තිමය වශයෙන්, වෙනස් විය හැකිය. මෙම ප්‍රශ්නයට පිළිතුර මුලින්ම ලබා දුන්නේ ගැලීලියෝ විසින්, ඔහු පැහැදිලිවම එය නොදැන සිටියද. ඔහුගේ අත්හදා බැලීම් වලදී, බර ශරීර සැහැල්ලු ඒවාට වඩා වේගයෙන් වැටෙන බවට ඇරිස්ටෝටල්ගේ එවකට ප්‍රමුඛ ප්‍රකාශයන් වැරදි බව ඔප්පු කිරීමට ඔහු අදහස් කළේය.

තර්කනය වඩා හොඳින් අනුගමනය කිරීම සඳහා, අපි අවස්ථිති ස්කන්ධය සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධය මගින් පෘථිවි පෘෂ්ඨය මත, ගුරුත්වාකර්ෂණය මෙසේ ලියමු.

පෘථිවි ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයේ තීව්‍රතාවය කොතැනද, සියලුම ශරීර සඳහා සමාන වේ. දැන් අපි සංසන්දනය කරමු එකම උසකින් සිරුරු දෙකක් එකවර බිමට වැටුණහොත් කුමක් සිදුවේද යන්න. නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමයට අනුකූලව, එක් එක් ශරීරය සඳහා අපට ලිවිය හැකිය

නමුත් අත්දැකීම්වලින් පෙනී යන්නේ ශරීර දෙකෙහිම ත්වරණය සමාන බවයි. ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන්, ඔවුන් සඳහා, සියලු ශරීර සඳහා සම්බන්ධතාවය සමාන වනු ඇත

සිරුරුවල ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධ ඒවායේ අවස්ථිති ස්කන්ධයට සමානුපාතික වේ. ඒකක නිවැරදිව තෝරා ගැනීමෙන් ඒවා සරලව සමාන කළ හැකිය.

අවස්ථිති හා ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධවල අගයන්ගේ අහඹු සිදුවීම විවිධ යුගවල විද්‍යාඥයින් විසින් කරන ලද විවිධ අත්හදා බැලීම්වල නිරවද්‍යතාවයෙන් බොහෝ වාරයක් සනාථ කරන ලදී - නිව්ටන්, බෙසෙල්, ඊඕට්වෝස්, ඩික් සහ අවසාන වශයෙන්, සාපේක්ෂ මිනුම් දෝෂය ගෙන ආ බ්‍රැජින්ස්කි සහ පැනොව්. දක්වා . එවැනි අත්හදා බැලීම් වලදී උපකරණවල සංවේදීතාව වඩාත් හොඳින් පරිකල්පනය කිරීම සඳහා, මෙය මිලිග්‍රෑම් එකක් එකතු කිරීමෙන් ටොන් දහසක විස්ථාපනයක් සහිත මෝටර් නෞකාවක ස්කන්ධයේ වෙනසක් හඳුනා ගැනීමේ හැකියාවට සමාන බව අපි සටහන් කරමු.

නිව්ටෝනියානු යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ, අවස්ථිති සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධවල අගයන්ගේ අහඹු සිදුවීමට භෞතික හේතුවක් නොමැති අතර මෙම අර්ථයෙන් අහඹු වේ. මෙය ඉතා ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් තහවුරු වූ පර්යේෂණාත්මක සත්‍යයකි. මෙය එසේ නොවේ නම්, නිව්ටෝනියානු යාන්ත්‍ර විද්‍යාව කිසිසේත් දුක් විඳින්නේ නැත. අයින්ස්ටයින් විසින් නිර්මාණය කරන ලද ගුරුත්වාකර්ෂණ න්‍යාය තුළ, සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදය ලෙසද හැඳින්වේ, අවස්ථිති සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධවල සමානාත්මතාවය මූලික වැදගත්කමක් ඇති අතර එය මුලින් න්‍යායේ පදනම මත තැබීය. ඇත්ත වශයෙන්ම අවස්ථිති සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධයන් එකම භෞතික ප්‍රමාණය නියෝජනය කරන බැවින් මෙම අහඹු සිදුවීමේ පුදුමයට හෝ අහම්බෙන් කිසිවක් නොමැති බව අයින්ස්ටයින් යෝජනා කළේය.

විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමයට සිරුරු අතර දුර ඇතුළත් වන ඝාතකයේ අගය ත්‍රිමාණ භෞතික අවකාශයේ යුක්ලීඩනියට සම්බන්ධ වන්නේ ඇයි?

නිව්ටෝනියානු යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ අවස්ථිති සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධ තීරණය කරන්නේ කෙසේද? සමහර පොත්වල මෙම ප්‍රමාණ ගැන සඳහන් නොකර, හුදෙක් ශරීර ස්කන්ධ පෙන්වන්නේ ඇයි?

සමහර ලෝකයේ සිරුරුවල ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධය ඒවායේ අවස්ථිති ස්කන්ධයට කිසිසේත් සම්බන්ධ නොවන බව අපි උපකල්පනය කරමු. විවිධ ශරීර නිදහසේ එකවර වැටෙන විට නිරීක්ෂණය කළ හැක්කේ කුමක්ද?

අවස්ථිති සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ ස්කන්ධවල සමානුපාතිකත්වය පෙන්නුම් කරන සංසිද්ධි සහ අත්හදා බැලීම් මොනවාද?

ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය යනු එකිනෙකින් නිශ්චිත දුරකින් පිහිටා ඇති යම් ස්කන්ධයක සිරුරු එකිනෙක ආකර්ෂණය වන බලයයි.

ඉංග්‍රීසි විද්‍යාඥ අයිසැක් නිව්ටන් 1867 දී විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සොයා ගන්නා ලදී. මෙය යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ මූලික නීති වලින් එකකි. මෙම නීතියේ සාරය පහත පරිදි වේ:ඕනෑම ද්‍රව්‍ය අංශු දෙකක් එකිනෙක ආකර්ෂණය වන්නේ ඒවායේ ස්කන්ධවල ගුණිතයට සෘජුව සමානුපාතික වන අතර ඒවා අතර ඇති දුර වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික බලයකිනි.

ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය යනු පුද්ගලයෙකුට දැනුණු පළමු බලයයි. පෘථිවිය එහි මතුපිට පිහිටා ඇති සියලුම ශරීර මත ක්‍රියා කරන බලය මෙයයි. තවද ඕනෑම පුද්ගලයෙකුට මෙම බලය ඔහුගේ බර ලෙස දැනේ.

ගුරුත්වාකර්ෂණ නීතිය

නිව්ටන් තම දෙමාපියන්ගේ ගෙවත්තේ සවස් වරුවේ ඇවිදිමින් සිටියදී අහම්බෙන් විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සොයාගත් බවට පුරාවෘත්තයක් තිබේ. නිර්මාණශීලී පුද්ගලයින් නිරන්තරයෙන් සෙවීමේ යෙදී සිටින අතර විද්‍යාත්මක සොයාගැනීම් ක්ෂණික තීක්ෂ්ණ බුද්ධියක් නොව දිගුකාලීන මානසික වැඩවල ඵලයකි. ඇපල් ගසක් යට වාඩි වී නිව්ටන් වෙනත් අදහසක් ගැන කල්පනා කරමින් සිටි අතර හදිසියේම ඇපල් ගෙඩියක් ඔහුගේ හිස මතට වැටුණි. පෘථිවි ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ඇපල් ගෙඩිය වැටුණු බව නිව්ටන් තේරුම් ගත්තේය. “නමුත් සඳ පෘථිවියට වැටෙන්නේ නැත්තේ ඇයි? - ඔහු හිතුවා. "මෙයින් අදහස් කරන්නේ එය කක්ෂයේ තබා ගන්නා වෙනත් බලවේගයක් එය මත ක්‍රියා කරන බවයි." මේ ප්‍රකට ආකාරයයි විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නීතිය.

මීට පෙර ආකාශ වස්තූන්ගේ භ්‍රමණය අධ්‍යයනය කළ විද්‍යාඥයන් විශ්වාස කළේ ආකාශ වස්තූන් සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් නීතිවලට කීකරු වන බවයි. එනම්, පෘථිවියේ මතුපිට හා අභ්යවකාශයේ සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමයන් පවතින බව උපකල්පනය කරන ලදී.

නිව්ටන් මෙම යෝජිත ගුරුත්වාකර්ෂණ වර්ග ඒකාබද්ධ කළේය. ග්‍රහලෝකවල චලිතය විස්තර කරන කෙප්ලර්ගේ නියමයන් විශ්ලේෂණය කරමින් ඔහු නිගමනය කළේ ඕනෑම සිරුරක් අතර ආකර්ෂණ බලය ඇති වන බවයි. එනම්, උයනේ වැටී ඇති ඇපල් ගෙඩිය සහ අභ්‍යවකාශයේ ඇති ග්‍රහලෝක යන දෙකම එකම නීතියට කීකරු වන බලවේග විසින් ක්‍රියා කරයි - විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය.

කෙප්ලර්ගේ නියමයන් අදාළ වන්නේ ග්‍රහලෝක අතර ආකර්ෂණ බලයක් ඇත්නම් පමණක් බව නිව්ටන් තහවුරු කළේය. තවද මෙම බලය ග්‍රහලෝකවල ස්කන්ධයට සෘජුව සමානුපාතික වන අතර ඒවා අතර ඇති දුර ප්‍රමාණයේ වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ.

ආකර්ෂණ බලය ගණනය කරනු ලබන්නේ සූත්‍රය මගිනි F=G m 1 m 2 / r 2

m 1 - පළමු ශරීරයේ ස්කන්ධය;

m 2- දෙවන ශරීරයේ ස්කන්ධය;

ආර් - ශරීර අතර දුර;

ජී - සමානුපාතික සංගුණකය, එය හැඳින්වේ ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතයහෝ විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය.

එහි වටිනාකම පර්යේෂණාත්මකව තීරණය කරන ලදී. ජී= 6.67 10 -11 Nm 2 /kg 2

ඒකක ස්කන්ධයට සමාන ස්කන්ධයක් සහිත ද්‍රව්‍ය ලක්ෂ්‍ය දෙකක් ඒකක දුරට සමාන දුරකින් පිහිටා තිබේ නම්, ඒවා ආකර්ෂණය වන්නේ සමාන බලයකිනි.ජී.

ආකර්ෂණ බලවේග ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයන් වේ. ඔවුන් ද හැඳින්වේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලවේග. ඒවා විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමයට යටත් වන අතර සෑම තැනකම දක්නට ලැබේ, මන්ද සියලු ශරීරවලට ස්කන්ධයක් ඇත.

ගුරුත්වාකර්ෂණය

පෘථිවි පෘෂ්ඨය ආසන්නයේ ඇති ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය යනු සියලුම සිරුරු පෘථිවිය වෙත ආකර්ෂණය වන බලයයි. ඔවුන් ඇයව හඳුන්වනවා ගුරුත්වාකර්ෂණය. පෘථිවියේ අරය හා සසඳන විට පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ සිට ශරීරයේ දුර ප්රමාණය කුඩා නම් එය නියත ලෙස සලකනු ලැබේ.

ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය වන ගුරුත්වාකර්ෂණය ග්‍රහලෝකයේ ස්කන්ධය සහ අරය මත රඳා පවතින බැවින් එය විවිධ ග්‍රහලෝකවල වෙනස් වේ. චන්ද්‍රයාගේ අරය පෘථිවියේ අරයට වඩා කුඩා බැවින් සඳ මත ඇති ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය පෘථිවියට වඩා 6 ගුණයකින් අඩුය. බ්රහස්පති මත, ඊට ප්රතිවිරුද්ධව, ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය පෘථිවියේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයට වඩා 2.4 ගුණයකින් වැඩි ය. නමුත් කොතැනක මනිනු ලැබුවද ශරීරයේ බර නියතව පවතී.

බොහෝ අය බර සහ ගුරුත්වාකර්ෂණය යන අර්ථය ව්යාකූල කරති, ගුරුත්වාකර්ෂණය සැමවිටම බරට සමාන බව විශ්වාස කරති. නමුත් එය සත්‍ය නොවේ.

ශරීරය ආධාරකයට තද කරන හෝ අත්හිටුවීම දිගු කරන බලය බරයි. ඔබ ආධාරක හෝ අත්හිටුවීම ඉවත් කළහොත්, ගුරුත්වාකර්ෂණ බලපෑම යටතේ නිදහස් වැටීම ත්වරණය සමඟ ශරීරය වැටීමට පටන් ගනී. ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය ශරීරයේ ස්කන්ධයට සමානුපාතික වේ. එය සූත්රය මගින් ගණනය කරනු ලැබේඑෆ්= එම් g , කොහෙද එම්- ශරීර ස්කන්ධය, g -ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය.

ශරීරයේ බර වෙනස් විය හැකි අතර සමහර විට සම්පූර්ණයෙන්ම අතුරුදහන් වේ. අපි හිතමු අපි ඉන්නේ උඩ තට්ටුවේ සෝපානයක කියලා. සෝපානය වටිනවා. මේ මොහොතේ, අපගේ බර P සහ පෘථිවිය අපව ආකර්ෂණය කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය සමාන වේ. නමුත් විදුලි සෝපානය ත්වරණය සමඟ පහළට ගමන් කිරීමට පටන් ගත් වහාම ඒ , බර සහ ගුරුත්වාකර්ෂණය තවදුරටත් සමාන නොවේ. නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමය අනුවමිලි ග්රෑම්+ P = ma. Р =m g -ma.

අපි පහළට ගමන් කරන විට අපගේ බර අඩු වූ බව සූත්‍රයෙන් පැහැදිලි වේ.

සෝපානය වේගය ලබාගෙන ත්වරණයකින් තොරව චලනය වීමට පටන් ගත් මොහොතේ, අපගේ බර නැවතත් ගුරුත්වාකර්ෂණයට සමාන වේ. සහ සෝපානය මන්දගාමී වීමට පටන් ගත් විට, ත්වරණය ඒසෘණ බවට පත් වූ අතර බර වැඩි විය. අධි බර සකසයි.

නිදහස් වැටීමේ ත්වරණය සමඟ ශරීරය පහළට ගමන් කරන්නේ නම්, බර සම්පූර්ණයෙන්ම ශුන්‍ය වනු ඇත.

හිදී ඒ=g ආර්=mg-ma= mg - mg=0

මෙය බර රහිත තත්වයකි.

එබැවින්, ව්යතිරේකයකින් තොරව, විශ්වයේ සියලුම ද්රව්යමය වස්තූන් විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නීතියට කීකරු වේ. සූර්යයා වටා ඇති ග්‍රහලෝක සහ පෘථිවි පෘෂ්ඨයට ආසන්නව පිහිටා ඇති සියලුම ශරීර.