Care este numele gravitației. Enciclopedia școlară. Când a fost descoperită gravitația?
Omenirea se străduiește pentru spațiu de mult timp. Dar cum să cobori de pe pământ? Ce l-a împiedicat pe om să zboare până la stele?
După cum știm deja, acest lucru a fost împiedicat de gravitația terestră sau de forța gravitațională a Pământului - principalul obstacol în calea zborurilor spațiale.
Gravitatie
Toate variabilele se modifică, supuse modificărilor și repoziționării materiei cosmice. Planeta se rotește, dar suprafața superioară răcită conține rezistență naturală vâscoasă asupra miezului topit. Acest lucru are ca rezultat impulsuri electromagnetice independente similare cu cele generate de un motor cu miez de fier. Pământul își generează propriul câmp magnetic, care este opus polului vântului solar care vine. Trebuie indicată valoarea Pământului: rotația miezului topit, rotația suprafeței exterioare, viteza orbitală în jurul Soarelui, viteza orbitală în jurul găurii negre. Calea lactee, interacțiunea Soarelui, a găurii negre și a altor corpuri a căror deplasare este dusă prin unda gravitațională.
Toate corpuri fizice situat pe Pământ, supus acțiunii Legea gravitației . Conform acestei legi, toți se atrag unul pe altul, adică acționează unul asupra celuilalt cu o forță numită forta gravitationala sau gravitatie .
Pentru a agrava problema, greutatea Pământului include apa. În trecut, o mare cantitate de apă era aliniată în nord și în polar opus polii sudici. Atmosfera superioară a Pământului s-a schimbat în dispersie și compoziție chimică. Fluidul se schimbă cu fiecare înclinare de rotație, permițând transportului apei prin deplasări mari ale mareelor. Vânturile solare sunt vizibile în masele de uscat ecuatoriale centrale. Apa este mai întunecată decât gheața, așadar, viteza de topire crește. Pe măsură ce universul se extinde, rata de expansiune a acestuia crește.
Aceste elemente sunt variabile compuse care le scurtează durata de viață istorică. Ceea ce a fost cândva evenimentul epocii a devenit evenimentul epocii. Pe o notă pozitivă: toate acțiunile au o reacție opusă și egală. Oceanele mai întunecate înseamnă mai mult „efect de seră”. Gheața se va întoarce când cerul întunecat încălzește planeta. Efectul de balansare este redus.
Mărimea acestei forțe este direct proporțională cu produsul maselor corpurilor și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele.
Deoarece masa Pământului este foarte mare și depășește semnificativ masa oricărui corp material situat pe suprafața sa, forța gravitațională a Pământului este mult mai mare decât forțele gravitaționale ale tuturor celorlalte corpuri. Putem spune că, în comparație cu forța gravitațională a Pământului, acestea sunt în general invizibile.
Deplasarea tetoniană a plăcii, ca și în trecut, va crea noi lanțuri muntoase odată cu migrarea rezervoarelor oceanice. Cairo și Piramidele erau la marginea apei. Sahara a fost cu 50% mai mică, ceea ce a redus traversarea continentului de uragane și sezoane de cicloni. În acest moment, omenirii îi lipsește capacitatea de a măsura, controla și studia binecunoscuta „rază gamma” și echivalentul său „neutrin”. Gravitația este forța prin care o planetă sau un alt corp trage obiectele spre centrul său. Gravitația menține toate planetele pe orbită în jurul Soarelui.
De ce oamenii nu cad de pe suprafața pământului?
De ce aterizați pe pământ când săriți în loc să plutiți în spațiu? De ce cade totul când le scapi sau le scapi? Răspunsul este gravitația: o forță invizibilă care trage obiectele unul spre celălalt. Gravitația pământului este cea care te ține pe pământ și ceea ce face ca lucrurile să cadă.
Pământul atrage absolut totul. Orice obiect vom arunca, sub influența gravitației, cu siguranță se va întoarce pe Pământ. Picături de ploaie cad, apa curge din munți, frunze cad din copaci. Orice obiect pe care îl aruncăm cade și pe podea în loc de tavan.
Principalul obstacol în calea călătoriei în spațiu
Animație a gravitației la locul de muncă. Albert Einstein a descris gravitația ca o curbă în spațiu care curge în jurul unui obiect, cum ar fi o stea sau o planetă. Dacă un alt obiect este în apropiere, acesta este tras în curbă. Orice are masă are și gravitație. Obiectele cu mai multă masă au mai multă gravitație. Gravitația devine și mai slabă odată cu distanța. Deci, cu cât obiectele sunt mai aproape unele de altele, cu atât atracția lor gravitațională este mai puternică.
Gravitația Pământului provine din toată masa sa. Toată masa sa este efectul gravitațional cumulat asupra întregii mase a corpului tău. Și dacă ai fi pe o planetă cu o masă mai mică decât Pământul, ai cântări mai puțin decât o faci aici. 
Tu exerciți aceeași forță gravitațională pe Pământ pe care o exercită asupra ta. Dar, din moment ce Pământul este mult mai masiv decât tine, puterea ta nu ne afectează cu adevărat planeta.
Gravitația Pământului nu permite aeronave părăsi pământul. Și nu este ușor să-l depășești. Dar omul a învățat să o facă.
Să observăm mingea întinsă pe masă. Dacă se rostogolește de pe masă, gravitația Pământului îl va face să cadă pe podea. Dar dacă luăm mingea și o aruncăm cu forță în depărtare, atunci nu va cădea imediat, ci după ceva timp, descriind traiectoria în aer. De ce a reușit să învingă gravitația pământului chiar și pentru o perioadă scurtă de timp?
Principalul obstacol în calea călătoriei în spațiu
Gravitația este cea care menține planetele pe orbită în jurul Soarelui și ceea ce menține Luna pe orbită în jurul Pământului. Atractia gravitațională a lunii trage mările spre ea, provocând maree oceanice. Gravitația creează stele și planete trăgând materialul din care sunt făcute.
Toți au
Gravitația nu trage doar de masă, ci și de lumină. Albert Einstein a descoperit acest principiu. Dacă străluciți lanterna în sus, lumina va fi imperceptibil mai roșie pe măsură ce gravitația o trage. Nu poți vedea schimbarea cu ochii tăi, dar oamenii de știință o pot măsura.
Și iată ce sa întâmplat. I-am aplicat o forță, conferind astfel accelerație și mingea a început să se miște. Și cu cât mingea primește mai multă accelerație, cu atât viteza sa va fi mai mare și cu atât va putea zbura din ce în ce mai departe.
Imaginează-ți un tun montat pe vârful unui munte, din care se trage un proiectil A de mare viteză. Un astfel de proiectil este capabil să zboare câțiva kilometri. Dar, în cele din urmă, proiectilul va cădea în continuare la pământ. Traiectoria sa sub influența gravitației are un aspect curbat. Proiectilul B este tras din tun cu o viteză mai mare. Traiectoria zborului său este mai alungită și va ateriza mult mai departe. Cu cât viteza proiectilului este mai mare, cu atât traiectoria acestuia devine mai dreaptă și distanța pe care o zboară este mai mare. Și, în sfârșit, la o anumită viteză, traiectoria proiectilului C ia forma unui cerc închis. Proiectilul face un cerc în jurul Pământului, altul, un al treilea și nu mai cade pe Pământ. Devine un satelit artificial al Pământului.
Găurile negre împachetează atât de multă masă într-un volum atât de mic încât gravitația lor este suficient de puternică încât nimic, chiar și lumina, nu scapă. Gravitația este foarte importantă pentru noi. Fără el, nu am putea trăi pe Pământ. Puterea Soarelui menține Pământul pe orbită în jurul lui, ținându-ne la o distanță confortabilă pentru a ne bucura de soare și căldură. Ne păstrează atmosfera și aerul pe care trebuie să-l respirăm. Gravitația este cea care ține lumea noastră unită.
Cu toate acestea, gravitația nu este peste tot pe Pământ. Gravitația este puțin mai puternică în locurile cu masă mai mare sub pământ decât în locurile cu masă mai mică. Aceste nava spatiala fac parte din misiunea Gravity Recovery and Climate Experiment.
Desigur, nimeni nu trimite obuze de tun în spațiu. Dar navele spațiale care au primit o anumită viteză devin sateliți ai Pământului.
prima viteză cosmică
Ce viteză ar trebui să aibă o navă spațială pentru a depăși gravitația pământului?
Zonele în albastru au o gravitate puțin mai slabă, în timp ce zonele în roșu au o gravitate puțin mai puternică. Aceste schimbări au scos la iveală detalii importante despre planeta noastră. Forța gravitației, renumită pentru că a aruncat un măr în capul lui Sir Isaac Newton și, prin urmare, a avansat fizica, este încă poate cea mai puțin înțeleasă dintre forțele standard fără contact, care includ și electricitate și magnetism.
Dăm vina pe gravitație pentru orice comportament la scară cosmică. Gravitația determină orbitele planetelor și asteroizilor și stelelor, ea determină și rata de expansiune a întregului univers. Prezintă unele dintre cele mai interesante întrebări cu care se confruntă oamenii de știință astăzi. Deci am putea spune că este foarte important.
Viteza minimă pe care trebuie să o acorde unui obiect pentru a-l pune pe o orbită circulară (geocentrică) apropiată de Pământ se numește prima viteză cosmică .
Să calculăm valoarea acestei viteze în raport cu Pământul.
Un corp aflat pe orbită este supus forței gravitaționale îndreptate spre centrul Pământului. Este, de asemenea, o forță centripetă care încearcă să tragă acest corp spre Pământ. Dar corpul nu cade pe Pământ, deoarece acțiunea acestei forțe este echilibrată de o altă forță - centrifugă, care încearcă să o împingă afară. Echivalând formulele acestor forțe, calculăm prima viteză cosmică.
Greutatea și accelerația datorată gravitației
Înainte de a putea înțelege întrebările gravitaționale cu care se confruntă oamenii de știință astăzi, să începem cu elementele de bază. În timp ce oamenii folosesc uneori „greutate” și „masă” pentru a însemna același lucru, nu o fac. Masa, așa cum am văzut mai devreme, este o proprietate inerentă a tuturor obiectelor. Pe de altă parte, greutatea este o forță corespunzătoare unui anumit câmp gravitațional, a cărui dimensiune depinde atât de masa obiectului, cât și de accelerația gravitației în acest câmp. Masa este caracteristică, iar greutatea este o măsură a acestei caracteristici în anumite condiții.
Unde m este masa obiectului aflat pe orbită;
M este masa Pământului;
v1 - primul viteza spatiala;
Orice obiect din apropierea suprafeței pământului experimentează aceeași accelerație, deoarece suntem aproximativ la aceeași distanță de centrul pământului la suprafața sa, deci experimentăm aceeași atracție gravitațională. Acesta este Isaac Newton, care a încorporat rezultatele lui Galileo în accelerația gravitației. Întotdeauna indică spre centrul pământului. Dacă ne întoarcem la negativ în cadrul nostru de referință, atunci folosim și primim o forță negativă.
Dar cum rămâne cu Luna?
Aceasta este forța la care ne referim în mod obișnuit ca „greutate”. Deoarece accelerația datorată gravitației se modifică de la corp gravitațional, conducem mai puțin pe Lună și mai mult pe Jupiter. Cu toate acestea, masa noastră este constantă în orice loc. Gravitația este cea care se schimbă. Vrea cineva să știe greutatea lui pe Marte?
R este raza pământului
G este constanta gravitațională.
M = 5,97 10 24 kg, R = 6 371 km. Prin urmare, v1 ≈ 7,9 km/s
Valoarea primei viteze cosmice terestre depinde de raza și masa Pământului și nu depinde de masa corpului pus pe orbită.
Folosind această formulă, puteți calcula primele viteze cosmice pentru orice altă planetă. Desigur, ele diferă de prima viteză cosmică a Pământului, deoarece corpurile cerești au raze și mase diferite. De exemplu, prima viteză cosmică a Lunii este de 1680 km/s.
Începutul erei spațiale
Accelerația gravitațională pe Marte. Aproximând că studentul mediu liceu are 60 kg, gravitația pe Marte. Fără să știm cât cântăresc 60 kg pe Pământ, nu avem nicio bază de comparație. Pe Pământ cântărind 60 kg. Deoarece suntem mai familiarizați cu greutatea în kilograme decât în kilograme, putem folosi conversia Pământului de 1 kg la 2 lire sterline pentru a spune că această persoană de 60 kg cântărește 132 de lire sterline pe Pământ, dar această conversie nu funcționează pentru Marte: lire sterline nu sunt acolo la fel.
Legea universală a gravitației
Sir Isaac Newton a descoperit că corpurile cerești, cum ar fi Luna și Pământul, sunt atrase de toate celelalte corpuri cerești. Forța responsabilă pentru aceasta slăbește ca pătratul distanței care separă masele care interacționează, așa-numita „lege pătrat invers". Aceste două forțe sunt egale deoarece sunt o reacție pereche de acțiuni din a treia lege a mișcării a lui Newton.
Un satelit artificial Pământului intră pe orbită rachetă spațială, accelerând până la prima viteză cosmică și mai sus și depășind gravitația pământului.
Începutul erei spațiale
Prima viteză spațială a fost atinsă în URSS pe 4 octombrie 1957. În această zi, pământenii au auzit indicativele primului satelit artificial Pământ. A fost lansată pe orbită cu ajutorul unei rachete spațiale create în URSS. Era o bilă de metal cu antene, cântărind doar 83,6 kg. Și racheta în sine avea o putere enormă pentru acea vreme. Într-adevăr, pentru a pune pe orbită doar 1 kilogram suplimentar de greutate, greutatea rachetei în sine a trebuit să crească cu 250-300 kg. Dar îmbunătățirea designului de rachete, a motoarelor și a sistemelor de control a făcut în curând posibilă trimiterea unor nave spațiale mult mai grele pe orbita pământului.
Această constantă a trebuit să fie introdusă pentru ca forțele să fie în concordanță cu măsurătorile observate ale mișcărilor planetare. De fapt, ceea ce Newton și-a dat seama a fost un geniu pur: forța care a făcut ca mărul să cadă pe pământ a fost aceeași forță care trăgea luna în timp ce pământul se rotește!
Reamintim: forța dintre două corpuri este resimțită ca fiind atractivă de fiecare dintre ele și de aceeași magnitudine. Cu alte cuvinte, fiecare acțiune are o reacție egală și opusă - aceasta este a treia lege a lui Newton, așa cum se aplică gravitației. Forța gravitației asupra Pământului de pe Lună este aceeași, deși opusă ca direcție, cu forța gravitației pe Lună de pe Pământ. A treia lege a lui Newton se repetă.
Al doilea satelit spațial, lansat în URSS la 3 noiembrie 1957, cântărea deja 500 kg. La bord se afla echipamente științifice complexe și prima creatură vie - câinele Laika.
Era spațială a început în istoria omenirii.
A doua viteză spațială
Ce atracție gravitațională exercită fiecare corp asupra celuilalt? După ce am inclus totul, obținem. Accelerația unei planete datorată gravitației este proporțională cu masa ei și invers proporțională cu raza ei la pătrat. Dacă vrem să găsim accelerația pe suprafața unei planete sau a unei luni sau orice altceva, folosim raza corpului însuși pentru a calcula acea accelerație.
Se prăbușește totul: un mic experiment
Aceasta este încă cu trei ordine de mărime sub raza Pământului și nu va afecta în mod semnificativ niciunul dintre calculele noastre. Răspunsul constă în mișcarea circulară. Imaginați-vă că aruncați o minge sau trageți o ghiulea atât de repede încât, pe măsură ce cade spre centrul pământului, căile sale strâmbe sunt de așa natură încât să nu poată ajunge niciodată acolo așa. Această viteză variază în funcție de planetă sau lună sau orice altceva.
Sub influența gravitației, satelitul se va deplasa orizontal peste planetă pe o orbită circulară. Nu va cădea la suprafața Pământului, dar nu se va deplasa nici pe o altă orbită mai înaltă. Și pentru ca el să poată face acest lucru, trebuie să i se dea o viteză diferită, care se numește a doua viteză cosmică . Această viteză se numește parabolic, viteza fugitivă , rata de eliberare . După ce a primit o astfel de viteză, corpul va înceta să mai fie un satelit al Pământului, va părăsi împrejurimile și va deveni un satelit al Soarelui.
Denumirea tehnică pentru forța îndreptată spre centrul cercului este accelerația centripetă. Circulul are mai mult de-a face cu unghiuri decât cu distanțe, dând probleme de mișcare circulară, altele decât exemple cădere liberăși mișcările proiectilelor pe care le-am văzut mai devreme. Dacă am putea tăia circumferința unui cerc și a-l alinia exact, dinamica ar apărea ca o mișcare liniară cu o viteză constantă.
Deci unde este accelerația în toate acestea? Pentru a răspunde la această întrebare, trebuie să ne gândim la ceea ce face ca un obiect să se miște într-un cerc. Pentru a rămâne pe o cale circulară, un obiect trebuie să se schimbe constant, ceea ce înseamnă că obiectul nu are o viteză constantă și, prin urmare, trebuie să aibă forță și accelerație care acționează asupra lui din prima și a doua lege a mișcării lui Newton.
Dacă viteza corpului când pornește de la suprafața Pământului este mai mare decât prima viteză cosmică, dar mai mică decât a doua, orbita sa apropiată de Pământ va avea forma unei elipse. Și corpul însuși va rămâne pe orbită apropiată de Pământ.
Un corp care, la pornirea de pe Pământ, a primit o viteză egală cu cea de-a doua viteză cosmică, se va deplasa pe o traiectorie care are forma unei parabole. Dar dacă această viteză depășește chiar puțin valoarea celei de-a doua viteze spațiale, traiectoria ei va deveni o hiperbolă.
A doua viteză cosmică, ca prima, pentru diferite corpuri cerești are o semnificație diferită, deoarece depinde de masa și raza acestui corp.
Se calculează prin formula:
Între prima și a doua viteză cosmică, raportul este păstrat
Pentru Pământ, a doua viteză de evacuare este de 11,2 km/s.
Pentru prima dată, o rachetă care a învins gravitația a fost lansată pe 2 ianuarie 1959 în URSS. După 34 de ore de zbor, ea a traversat orbita Lunii și a intrat în spațiul interplanetar.
A doua rachetă spațială spre Lună a fost lansată pe 12 septembrie 1959. Apoi au fost rachete care au ajuns la suprafața Lunii și chiar au făcut o aterizare moale.
Ulterior, nava spațială a mers pe alte planete.
Copiii sunt uneori foarte curioși și uneori pun întrebări la care este foarte greu de răspuns. De exemplu, de ce oamenii nu cad de pe suprafața Pământului? La urma urmei, este rotund, se rotește în jurul axei sale și chiar se mișcă în vastele întinderi ale Universului printre un număr imens de stele. De ce, în același timp, poate o persoană să meargă calmă, să stea pe canapea și să nu-și facă deloc griji? În plus, unele popoare trăiesc „cu susul în jos”. Da, și un sandviș care este aruncat cade la pământ și nu zboară spre cer. Poate ceva ne trage spre Pământ și nu ne putem desprinde?
De ce oamenii nu cad de pe suprafața pământului?
Dacă copilul a început să pună astfel de întrebări, atunci îi puteți spune despre gravitație sau într-un alt mod - despre atracția pământului. La urma urmei, acest fenomen este cel care face ca orice obiect să se străduiască spre suprafața Pământului. Datorită gravitației, o persoană nu cade și nu zboară.
Gravitația Pământului permite populației planetei să se deplaseze liber de-a lungul suprafeței sale, să ridice clădiri și tot felul de structuri, să coboare cu sania sau cu schiurile de pe munte. Datorită gravitației, obiectele cad în loc să zboare în sus. Pentru a testa acest lucru în practică, este suficient să aruncați mingea. Oricum va cădea la pământ. De aceea oamenii nu cad de pe suprafața pământului. 
Dar cum rămâne cu Luna?
Desigur, gravitația nu permite unei persoane să cadă de pe Pământ. Dar apare o altă întrebare - de ce nu cade Luna pe ea? Răspunsul este foarte simplu. Luna se mișcă constant pe orbita planetei noastre. Dacă se oprește, cu siguranță va cădea la suprafața planetei. Acest lucru poate fi verificat și făcând un mic experiment. Pentru a face acest lucru, legați o sfoară de nucă și desfășurați-o. Se va mișca în aer până când se oprește. Dacă nu te mai învârtești, atunci nuca va cădea pur și simplu. De asemenea, merită remarcat faptul că gravitația Lunii este de aproximativ 6 ori mai slabă decât gravitația pământului. Tocmai din acest motiv se simte imponderabilitate aici.
Toți au
Aproape toate obiectele au putere de atracție: animale, mașini, clădiri, oameni și chiar mobilier. Și o persoană nu este atrasă de o altă persoană doar pentru că gravitația noastră este suficient de scăzută.
Forța de atracție depinde direct de distanța dintre corpurile individuale, precum și de masa lor. Deoarece o persoană cântărește foarte puțin, este atrasă nu de alte obiecte, ci de Pământ. La urma urmei, masa sa este mult mai mare. Pământul este foarte mare. Masa planetei noastre este enormă. Desigur, forța de atracție este mare. Din această cauză, toate obiectele sunt atrase de Pământ. 
Când a fost descoperită gravitația?
Copiii nu sunt interesați de fapte plictisitoare. Dar povestea descoperirii gravitației este destul de ciudată și amuzantă. a fost descoperit de Isaac Newton. Omul de știință s-a așezat sub un măr și s-a gândit la univers. În acel moment, un fruct i-a căzut pe cap. Ca urmare a acestui fapt, omul de știință și-a dat seama că toate obiectele cad exact în jos, deoarece există o forță atractivă. și-a continuat cercetările. Omul de știință a descoperit că forța gravitației depinde de masa corpurilor, precum și de distanța dintre ele. A dovedit că și pe distanta lunga obiectele nu se pot influența unele pe altele. Așa a apărut legea gravitației.
Se prăbușește totul: un mic experiment
Pentru ca un copil să înțeleagă mai bine de ce oamenii nu cad de pe suprafața Pământului, puteți efectua un mic experiment. Acest lucru va necesita:
- Carton.
- Ceașcă.
- Apă.
Paharul trebuie umplut cu lichid până la refuz. După aceea, recipientul trebuie acoperit cu carton, astfel încât aerul să nu pătrundă înăuntru. După aceea, trebuie să întoarceți paharul cu susul în jos, în timp ce țineți cartonul cu mâna. Cel mai bine este să experimentați pe chiuvetă.
Ce s-a întâmplat? Cartonul și apa au rămas pe loc. Faptul este că în interiorul recipientului nu există absolut niciun aer. Cartonul și apa nu pot depăși presiunea aerului din exterior. Din acest motiv ei rămân la locul lor.
