Fëmijët ndonjëherë janë shumë kureshtarë dhe ndonjëherë bëjnë pyetje që janë shumë të vështira për t'u përgjigjur. Për shembull, pse njerëzit nuk bien nga sipërfaqja e Tokës? Në fund të fundit, ai është i rrumbullakët, rrotullohet rreth boshtit të tij dhe madje lëviz në hapësirat e mëdha të Universit midis një numri të madh yjesh. Pse, në të njëjtën kohë, një person mund të ecë i qetë, të ulet në divan dhe të mos shqetësohet fare? Për më tepër, disa popuj jetojnë "me kokë poshtë". Po, dhe një sanduiç që hidhet bie në tokë dhe nuk fluturon në qiell. Ndoshta diçka na tërheq në Tokë dhe ne nuk mund të zbresim?

Pse njerëzit nuk bien nga sipërfaqja e tokës?

Nëse fëmija filloi të bëjë pyetje të tilla, atëherë mund t'i tregoni atij për gravitetin, ose në një mënyrë tjetër - për tërheqjen e tokës. Në fund të fundit, është ky fenomen që bën që çdo objekt të përpiqet drejt sipërfaqes së Tokës. Falë gravitetit, një person nuk bie dhe nuk fluturon larg.

Graviteti i Tokës lejon popullsinë e planetit të lëvizë lirshëm në sipërfaqen e tij, të ngrejë ndërtesa dhe të gjitha llojet e strukturave, me sajë ose të skijojë poshtë malit. Falë gravitetit, objektet bien poshtë në vend që të fluturojnë lart. Për ta provuar këtë në praktikë, mjafton të hedhësh topin. Ai gjithsesi do të bjerë në tokë. Kjo është arsyeja pse njerëzit nuk bien nga sipërfaqja e tokës.

Por çfarë ndodh me Hënën?

Sigurisht, gravitetit nuk lejon që njeriu të bjerë nga toka. Por lind një pyetje tjetër - pse Hëna nuk bie mbi të? Përgjigja është shumë e thjeshtë. Hëna lëviz vazhdimisht në orbitën e planetit tonë. Nëse ndalet, me siguri do të bjerë në sipërfaqen e planetit. Kjo mund të verifikohet edhe duke bërë një eksperiment të vogël. Për ta bërë këtë, lidhni një fije në arrë dhe lëshojeni atë. Do të lëvizë në ajër derisa të ndalojë. Nëse ndaloni së rrotulluari, atëherë arra thjesht do të bjerë. Vlen gjithashtu të theksohet se graviteti i hënës është rreth 6 herë më i dobët se graviteti i tokës. Është për këtë arsye që këtu ndjehet mungesa e peshës.

të gjithë kanë

Pothuajse të gjitha objektet kanë fuqinë e tërheqjes: kafshët, makinat, ndërtesat, njerëzit dhe madje edhe mobiljet. Dhe një person nuk tërhiqet nga një person tjetër vetëm sepse graviteti ynë është mjaft i ulët.

Forca e tërheqjes varet drejtpërdrejt nga distanca midis trupave individualë, si dhe nga masa e tyre. Meqenëse një person peshon shumë pak, ai tërhiqet jo nga objektet e tjera, por nga Toka. Në fund të fundit, masa e saj është shumë më e madhe. Toka është shumë e madhe. Masa e planetit tonë është e madhe. Natyrisht, forca e tërheqjes është e madhe. Për shkak të kësaj, të gjitha objektet tërhiqen nga Toka.

Kur u zbulua graviteti?

Fëmijët nuk janë të interesuar për faktet e mërzitshme. Por historia e zbulimit të gravitetit është mjaft e çuditshme dhe qesharake. u zbulua nga Isak Njutoni. Shkencëtari u ul nën një pemë molle dhe mendoi për universin. Në atë moment i ra një frut në kokë. Si rezultat i kësaj, shkencëtari kuptoi se të gjitha objektet bien pikërisht poshtë, sepse ekziston një forcë tërheqëse. vazhdoi kërkimin e tij. Shkencëtari zbuloi se forca e gravitetit varet nga masa e trupave, si dhe nga distanca midis tyre. Ai gjithashtu e dëshmoi atë në distancë e madhe objektet nuk mund të ndikojnë njëri-tjetrin. Kështu lindi ligji i gravitetit.

A bie gjithçka: një eksperiment i vogël

Në mënyrë që një fëmijë të kuptojë më mirë pse njerëzit nuk bien nga sipërfaqja e Tokës, mund të bëni një eksperiment të vogël. Kjo do të kërkojë:

1. Karton.
2. Kupa.
3. Uji.

Gota duhet të mbushet me lëng deri në buzë. Pas kësaj, ena duhet të mbulohet me karton në mënyrë që ajri të mos hyjë brenda. Pas kësaj, duhet ta ktheni gotën me kokë poshtë, duke mbajtur kartonin me dorën tuaj. Është mirë të eksperimentoni në lavaman.

Cfare ndodhi? Kartoni dhe uji mbetën në vend. Fakti është se nuk ka absolutisht ajër brenda enës. Kartoni dhe uji nuk janë në gjendje të kapërcejnë presionin e ajrit nga jashtë. Është për këtë arsye që ata mbeten në vendet e tyre.

gravitetit, ose gravitetit, është një veti që zotërojnë të gjithë trupat dhe objektet, sepse graviteti është një veti e qenësishme e materies (). Thelbi i fenomenit të gravitetit është se të gjithë trupat tërheqin trupa të tjerë drejt vetes. Për shembull, Toka tërheq gjithçka që është në të dhe kjo është arsyeja pse çdo objekt që nuk ka mbështetje bie në Tokë. Është falë forcës së gravitetit që ne mund të ecim në Tokë dhe të mos fluturojmë larg në hapësirë. Nëse nuk do të kishte gravitacion, atëherë i gjithë uji do të spërkatej nga oqeanet dhe ajri do të fluturonte në hapësirën e jashtme.

Toka gjithashtu tërheq Hënën, e cila përndryshe do të kishte fluturuar shumë kohë më parë.

Pse atëherë hëna nuk bie në tokë? Dhe ajo do të kishte rënë nëse do të kishte qëndruar ende! Hëna nuk bie në Tokë sepse është vazhdimisht në lëvizje - duke u rrotulluar rreth Tokës.

Pse nuk e vërejmë fuqinë gravitetit në jetën e përditshme, nëse të gjithë trupat tërheqin njëri-tjetrin? Çështja është se graviteti është një forcë shumë e dobët. Varet nga dy faktorë: masa e objekteve dhe distanca ndërmjet tyre. Sa më e vogël të jetë masa e një objekti, aq më e dobët është forca e tij gravitacionale. Prandaj, për trupat me një masë të vogël, është thjesht e padukshme. Edhe tërheqja e një objekti kaq të madh si mali Everest është vetëm 0,001% e gravitetit të tokës. Tërheqja e ndërsjellë e dy njerëzve me peshë mesatare me një distancë prej 1 metër mes tyre nuk i kalon 0.03 miligramë.

Kjo është kur po flasim në lidhje me planetët dhe yjet, forca e tyre gravitacionale është tashmë shumë e fortë, sepse ata janë miliona e miliarda herë më të mëdhenj se ne dhe çfarë na rrethon. Kjo është arsyeja pse një buton që ka dalë nga një pallto nuk tërhiqet nga një person, por bie në tokë, megjithëse ai është më afër butonit sesa toka - në fund të fundit, masa e Tokës është pakrahasueshme më e madhe se masa e një person.

Varësia e gravitetit nga distanca manifestohet në faktin se sa më larg të jenë objektet nga njëri-tjetri, aq më të dobëta tërhiqen nga njëri-tjetri.

Ligji i gravitetit universal u zbulua nga Isaac Newton, një fizikan, matematikan dhe astronom anglez. Ai ishte i pari që mori me mend, dhe më pas vërtetoi se arsyeja që shkakton rënien e një guri në Tokë, lëvizja e Hënës rreth Tokës dhe planetëve rreth Diellit është e njëjtë - është forca gravitacionale që vepron midis çdo trupat e Universit.

Njutoni tha se ai u nxit të zbulonte ligjin e gravitetit universal duke vëzhguar një mollë që ra nga një degë ndërsa ai po ecte në kopsht. Dhe pikërisht në këtë kohë ai po punonte mbi ligjet e lëvizjes dhe tashmë e dinte që molla ra nën ndikimin e gravitetit të Tokës. Ai gjithashtu e dinte se Hëna nuk varet vetëm në qiell, por rrotullohet në orbitë rreth Tokës, që do të thotë se mbi të vepron një lloj force, e cila e pengon atë të bjerë nga orbita dhe të fluturojë në hapësirë. hapësirë ​​kozmike. Pastaj i shkoi mendja se ndoshta është e njëjta forcë që bën që molla të bjerë në tokë dhe hëna të qëndrojë në orbitë rreth tokës.

Rëndësia e këtij zbulimi për njerëzimin është e madhe. Me ndihmën e këtij ligji, astronomët përcaktojnë pozicionin me saktësi të madhe. trupat qiellorë në qiell për shumë dekada që do të vijnë dhe trajektoret e tyre llogariten. Ligji i gravitetit universal përdoret në llogaritjet e lëvizjes së satelitëve artificialë të Tokës dhe automjeteve automatike ndërplanetare. Duke përdorur ligjin e gravitetit universal, mund të llogarisni masën e planetëve dhe satelitëve të tyre. Ligji i gravitetit universal shpjegon fenomene të tilla si zbaticat dhe rrjedhat.

Por shembulli më i spikatur i rolit të këtij ligji për shkencën është historia e zbulimit të planetit Neptun. Në 1781, astronomi anglez William Herschel zbuloi planetin Uran. U llogarit orbita e tij dhe u përpilua një tabelë e pozicioneve të këtij planeti për shumë vite në vijim. Megjithatë, kontrollimi i kësaj tabele tregoi se Urani nuk lëviz saktësisht siç ishte llogaritur. Shkencëtarët kanë sugjeruar se devijimi në lëvizjen e Uranit shkaktohet nga tërheqja e një planeti të panjohur, i vendosur edhe më larg nga Dielli se Urani. Duke ditur devijimet nga trajektorja e llogaritur, anglezi Adams dhe francezi Leverrier, duke përdorur ligjin e gravitetit universal, llogaritën pozicionin e këtij planeti në qiell. Adams i përfundoi llogaritjet më herët, por vëzhguesit, të cilëve ai u raportoi rezultatet e tij, nuk nxituan për të verifikuar. Ndërkohë, Leverrier, pasi mbaroi llogaritjet e tij, i tregoi astronomit gjerman Halle vendin ku të kërkonte një planet të panjohur. Në mbrëmjen e parë, më 28 shtator 1846, Halle, duke drejtuar teleskopin në vendin e treguar, zbuloi planeti i ri! Ata e quajtën atë Neptun. Ishte planeti i parë që u zbulua jo gjatë vëzhgimeve të qiellit, por si rezultat i llogaritjeve matematikore (siç thonë ata, "në majë të një stilolapsi"). Në të njëjtën mënyrë, Plutoni u zbulua në vitin 1930.

Njerëzimi ka qenë duke u përpjekur për hapësirë ​​për një kohë të gjatë. Por si të zbresësh nga toka? Çfarë e pengoi njeriun të fluturonte drejt yjeve?

Siç e dimë tashmë, kjo u parandalua nga graviteti tokësor, ose forca gravitacionale e Tokës - pengesa kryesore për fluturimet në hapësirë.

Graviteti

Të gjitha trupat fizikë të vendosura në Tokë, subjekt i veprimit ligji i gravitetit . Sipas këtij ligji, të gjithë tërhiqen nga njëri-tjetri, domethënë veprojnë mbi njëri-tjetrin me një forcë të quajtur forcë gravitacionale ose gravitetit .

Madhësia e kësaj force është drejtpërdrejt proporcionale me produktin e masave të trupave dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre.

Meqenëse masa e Tokës është shumë e madhe dhe tejkalon ndjeshëm masën e çdo trupi material të vendosur në sipërfaqen e tij, forca gravitacionale e Tokës është shumë më e madhe se forcat gravitacionale të të gjithë trupave të tjerë. Mund të themi se në krahasim me forcën gravitacionale të Tokës, ato janë përgjithësisht të padukshme.

Toka tërheq absolutisht gjithçka. Çfarëdo objekti të hedhim lart, nën ndikimin e gravitetit, ai patjetër do të kthehet në Tokë. Pikat e shiut bien, uji rrjedh nga malet, gjethet bien nga pemët. Çdo send që hedhim bie gjithashtu në dysheme në vend të tavanit.

Pengesa kryesore për udhëtimin në hapësirë

Graviteti i tokës nuk e lejon avion largohu nga toka. Dhe nuk është e lehtë ta kapërcesh atë. Por njeriu ka mësuar ta bëjë këtë.

Le të vëzhgojmë topin të shtrirë në tryezë. Nëse ai rrokulliset nga tavolina, graviteti i Tokës do ta bëjë atë të bjerë në dysheme. Por nëse e marrim topin dhe e hedhim me forcë në distancë, atëherë ai nuk do të bjerë menjëherë, por pas njëfarë kohe, duke përshkruar trajektoren në ajër. Pse ai ishte në gjendje të kapërcejë gravitetin e tokës qoftë edhe për një kohë të shkurtër?

Dhe ja çfarë ndodhi. Ne aplikuam një forcë në të, duke dhënë kështu nxitim dhe topi filloi të lëvizte. Dhe sa më shumë përshpejtim të marrë topi, aq më e lartë do të jetë shpejtësia e tij dhe aq më larg dhe më e lartë do të jetë në gjendje të fluturojë.

Imagjinoni një top të montuar në majë të një mali, nga i cili është gjuajtur një predhë A shpejtësi e lartë. Një predhë e tillë është e aftë të fluturojë disa kilometra. Por në fund, predha ende do të bjerë në tokë. Trajektorja e saj nën ndikimin e gravitetit ka një pamje të lakuar. Predha B qëllohet nga topi me shpejtësi më të madhe. Trajektorja e fluturimit të saj është më e zgjatur dhe do të ulet shumë më tej. Sa më e madhe të jetë shpejtësia e predhës, aq më e drejtë bëhet trajektorja e saj dhe aq më e madhe është distanca që fluturon. Dhe, së fundi, me një shpejtësi të caktuar, trajektorja e predhës C merr formën e një rrethi të mbyllur. Predha bën një rreth rreth Tokës, një tjetër, një të tretë dhe nuk bie më në Tokë. Ai bëhet një satelit artificial i Tokës.

Sigurisht, askush nuk dërgon predha topash në hapësirë. Por anije kozmike, të cilët kanë marrë një shpejtësi të caktuar, bëhen satelitë të Tokës.

shpejtësia e parë kozmike

Çfarë shpejtësie duhet të marrë një anije kozmike për të kapërcyer gravitetin e tokës?

Shpejtësia minimale që duhet t'i jepet një objekti për ta vendosur atë në një orbitë rrethore (gjeocentrike) afër Tokës quhet shpejtësia e parë kozmike .

Le të llogarisim vlerën e kësaj shpejtësie në raport me Tokën.

Një trup në orbitë i nënshtrohet forcës gravitacionale të drejtuar drejt qendrës së Tokës. Është gjithashtu një forcë centripetale që përpiqet ta tërheqë këtë trup drejt Tokës. Por trupi nuk bie në Tokë, pasi veprimi i kësaj force balancohet nga një forcë tjetër - centrifugale, e cila përpiqet ta shtyjë atë jashtë. Duke barazuar formulat e këtyre forcave, ne llogarisim shpejtësinë e parë kozmike.

ku m është masa e objektit në orbitë;

M është masa e Tokës;

v1 - e para shpejtësia hapësinore;

R është rrezja e tokës

G është konstanta e gravitetit.

M = 5,97 10 24 kg, R = 6 371 km. Rrjedhimisht, v1 ≈ 7,9 km/s

Vlera e shpejtësisë së parë kozmike tokësore varet nga rrezja dhe masa e Tokës dhe nuk varet nga masa e trupit të vënë në orbitë.

Duke përdorur këtë formulë, ju mund të llogaritni shpejtësitë e para kozmike për çdo planet tjetër. Sigurisht, ato ndryshojnë nga shpejtësia e parë kozmike e Tokës, pasi trupat qiellorë kanë rreze dhe masa të ndryshme. Për shembull, shpejtësia e parë kozmike për Hënën është 1680 km/s.

Një satelit artificial i Tokës futet në orbitë raketë hapësinore, duke u përshpejtuar në shpejtësinë e parë kozmike dhe më lart dhe duke kapërcyer gravitetin e tokës.

Fillimi i epokës së hapësirës

Shpejtësia e parë hapësinore u arrit në BRSS më 4 tetor 1957. Në këtë ditë, tokësorët dëgjuan shenjat e thirrjes së të parëve satelit artificial Toka. U lëshua në orbitë me ndihmën e një rakete hapësinore të krijuar në BRSS. Ishte një top metalik me antena, që peshonte vetëm 83.6 kg. Dhe vetë raketa kishte fuqi të jashtëzakonshme për atë kohë. Në të vërtetë, për të futur në orbitë vetëm 1 kilogram peshë shtesë, pesha e vetë raketës duhej të rritej me 250-300 kg. Por përmirësimi i modeleve të raketave, motorëve dhe sistemeve të kontrollit shpejt bëri të mundur dërgimin e anijeve kozmike shumë më të rënda në orbitën e tokës.

Sateliti i dytë hapësinor, i lëshuar në BRSS më 3 nëntor 1957, peshonte tashmë 500 kg. Në bord kishte pajisje komplekse shkencore dhe krijesa e parë e gjallë - qeni Laika.

Epoka e hapësirës ka filluar në historinë e njerëzimit.

Shpejtësia e dytë hapësinore

Nën ndikimin e gravitetit, sateliti do të lëvizë horizontalisht mbi planetin në një orbitë rrethore. Nuk do të bjerë në sipërfaqen e Tokës, por nuk do të lëvizë as në një orbitë tjetër, më të lartë. Dhe në mënyrë që ai të mund ta bëjë këtë, atij duhet t'i jepet një shpejtësi tjetër, e cila quhet shpejtësia e dytë kozmike . Kjo shpejtësi quhet parabolike, shpejtësia e arratisjes , shkalla e lëshimit . Pasi të ketë marrë një shpejtësi të tillë, trupi do të pushojë së qeni një satelit i Tokës, do të largohet nga rrethina e tij dhe do të bëhet një satelit i Diellit.

Nëse shpejtësia e trupit kur niset nga sipërfaqja e Tokës është më e madhe se shpejtësia e parë kozmike, por më e ulët se e dyta, orbita e tij afër Tokës do të ketë formën e një elipsi. Dhe vetë trupi do të mbetet në orbitën afër Tokës.

Një trup që, kur niset nga Toka, ka marrë një shpejtësi të barabartë me shpejtësinë e dytë kozmike, do të lëvizë përgjatë një trajektoreje që ka formën e një parabole. Por nëse kjo shpejtësi tejkalon edhe pak vlerën e shpejtësisë së dytë hapësinore, trajektorja e saj do të bëhet një hiperbolë.

Shpejtësia e dytë hapësinore, si e para, ka një kuptim të ndryshëm për trupa të ndryshëm qiellorë, pasi varet nga masa dhe rrezja e këtij trupi.

Ajo llogaritet me formulën:

Midis shpejtësisë së parë dhe të dytë kozmike, raporti ruhet

Për Tokën, shpejtësia e dytë e ikjes është 11.2 km/s.

Për herë të parë, një raketë që kapërceu gravitetin u lëshua në 2 janar 1959 në BRSS. Pas 34 orësh fluturimi, ajo kaloi orbitën e hënës dhe hyri në hapësirën ndërplanetare.

Raketa e dytë hapësinore drejt Hënës u lëshua më 12 shtator 1959. Më pas pati raketa që arritën në sipërfaqen e Hënës dhe madje bënë një ulje të butë.

Më pas, anija kozmike shkoi në planetë të tjerë.