Bolalar ba'zan juda qiziquvchan va ba'zida javob berish juda qiyin bo'lgan savollarni berishadi. Masalan, nima uchun odamlar Yer yuzasidan yiqilib tushmaydi? Axir, u dumaloq bo'lib, o'z o'qi atrofida aylanadi va hatto koinotning ulkan kengliklarida juda ko'p yulduzlar orasida harakat qiladi. Nima uchun, ayni paytda, odam xotirjam yurishi, divanda o'tirishi va umuman tashvishlanmasligi mumkin? Bundan tashqari, ba'zi xalqlar "teskari" yashaydilar. Ha, va tushgan sendvich erga tushadi va osmonga uchmaydi. Balki biror narsa bizni Yerga tortadi va biz undan chiqolmaymizmi?

Nega odamlar yer yuzasidan yiqilib tushmaydi?

Agar bola bunday savollarni berishni boshlagan bo'lsa, unda siz unga tortishish haqida yoki boshqa yo'l bilan - erning jozibasi haqida gapirishingiz mumkin. Axir, aynan shu hodisa har qanday jismning Yer yuzasiga intilishiga sabab bo'ladi. Gravitatsiya tufayli odam yiqilmaydi va uchib ketmaydi.

Yerning tortishish kuchi sayyora aholisiga uning yuzasi bo'ylab erkin harakatlanishiga, binolar va barcha turdagi inshootlarni qurishga, tog'dan chana yoki chang'i tushishiga imkon beradi. Gravitatsiya tufayli jismlar yuqoriga uchish o'rniga pastga tushadi. Buni amalda sinab ko'rish uchun to'pni uloqtirish kifoya. U baribir yerga yiqilib tushadi. Shuning uchun odamlar yer yuzasidan yiqilib tushmaydi.

Ammo Oy haqida nima deyish mumkin?

Albatta, tortishish kuchi odamning Yerdan tushishiga yo'l qo'ymaydi. Ammo yana bir savol tug'iladi - nega Oy unga tushmaydi? Javob juda oddiy. Oy sayyoramiz orbitasida doimiy ravishda harakatlanadi. Agar u to'xtasa, u albatta sayyora yuzasiga tushadi. Buni kichik tajriba orqali ham tekshirish mumkin. Buni amalga oshirish uchun yong'oqqa ipni bog'lab, uni echib oling. U to'xtaguncha havoda harakat qiladi. Agar siz aylanishni to'xtatsangiz, unda yong'oq shunchaki tushadi. Shuni ham ta'kidlash joizki, Oyning tortishish kuchi Yerning tortishish kuchidan taxminan 6 marta zaifdir. Aynan shuning uchun bu erda vaznsizlik seziladi.

hammada bor

Deyarli barcha ob'ektlar jalb qilish kuchiga ega: hayvonlar, mashinalar, binolar, odamlar va hatto mebellar. Va odam boshqa odamni jalb qilmaydi, chunki bizning tortishishimiz etarli darajada past bo'ladi.

Jismoniy tortishish kuchi to'g'ridan-to'g'ri alohida jismlar orasidagi masofaga, shuningdek ularning massasiga bog'liq. Odamning vazni juda oz bo'lgani uchun u boshqa narsalarga emas, balki Yerga tortiladi. Axir, uning massasi ancha katta. Yer juda katta. Sayyoramizning massasi juda katta. Tabiiyki, tortishish kuchi juda katta. Shu sababli, barcha jismlar Yerga tortiladi.

Gravitatsiya qachon kashf etilgan?

Bolalar zerikarli faktlarga qiziqmaydi. Ammo tortishishning kashf etilishi haqidagi hikoya juda g'alati va kulgili. Isaak Nyuton tomonidan kashf etilgan. Olim olma daraxti tagida o‘tirib, koinot haqida o‘ylardi. Shu payt uning boshiga bir meva tushdi. Buning natijasida olim barcha jismlar aynan pastga tushishini tushundi, chunki u erda jozibador kuch bor. tadqiqotini davom ettirdi. Olim tortishish kuchi jismlarning massasiga, shuningdek, ular orasidagi masofaga bog'liqligini aniqladi. U buni ham isbotladi uzoq masofa ob'ektlar bir-biriga ta'sir qila olmaydi. Shunday qilib tortishish qonuni paydo bo'ldi.

Hamma narsa tushib ketadimi: kichik tajriba

Bola nima uchun odamlar Yer yuzasidan tushmasligini yaxshiroq tushunishi uchun siz kichik tajriba o'tkazishingiz mumkin. Bu talab qiladi:

1. Karton.
2. Kubok.
3. Suv.

Stakan suyuqlik bilan to'liq to'ldirilgan bo'lishi kerak. Shundan so'ng, havo ichkariga kirmasligi uchun konteyner karton bilan qoplangan bo'lishi kerak. Shundan so'ng, kartonni qo'lingiz bilan ushlab turgan holda stakanni teskari burishingiz kerak. Lavaboda tajriba qilish yaxshidir.

Nima bo'ldi? Karton va suv joyida qoldi. Gap shundaki, idish ichida havo mutlaqo yo'q. Karton va suv tashqaridan havo bosimini engishga qodir emas. Shuning uchun ular o'z joylarida qoladilar.

tortishish kuchi, yoki tortishish kuchi, barcha jismlar va jismlar ega bo'lgan xususiyatdir, chunki tortishish materiyaga xos xususiyatdir (). Gravitatsiya hodisasining mohiyati shundaki, barcha jismlar boshqa jismlarni o'ziga tortadi. Masalan, Yer o'zida mavjud bo'lgan hamma narsani o'ziga tortadi va shuning uchun hech qanday tayanchga ega bo'lmagan har qanday jism Yerga tushadi. Aynan tortishish kuchi tufayli biz Yerda yura olamiz va koinotga uchib ketmaymiz. Agar tortishish kuchi bo'lmaganida, butun suv okeanlardan sachrar va havo kosmosga uchib ketardi.

Yer Oyni ham o'ziga tortadi, aks holda u allaqachon uchib ketgan bo'lar edi.

Nega unda oy yerga tushmaydi? Va agar u joyida turganida yiqilib qolardi! Oy Yerga tushmaydi, chunki u doimo harakatda - Yer atrofida aylanadi.

Nega biz kuchni sezmaymiz tortishish kuchi kundalik hayotda, agar barcha jismlar bir-birini tortsa? Gap shundaki, tortishish juda zaif kuchdir. Bu ikki omilga bog'liq: ob'ektlarning massasi va ular orasidagi masofa. Jismning massasi qanchalik kichik bo'lsa, uning tortishish kuchi shunchalik zaif bo'ladi. Shuning uchun, kichik massaga ega bo'lgan jismlar uchun u oddiygina ko'rinmasdir. Hatto Everest tog'i kabi katta ob'ektni jalb qilish Yerning tortishish kuchining atigi 0,001% ni tashkil qiladi. O'rtacha og'irlikdagi ikki kishining o'zaro tortishishi, ular orasidagi masofa 1 metr 0,03 milligrammdan oshmaydi.

O'shanda gaplashamiz sayyoralar va yulduzlar haqida, ularning tortishish kuchi allaqachon juda kuchli, chunki ular bizdan va bizni o'rab turgan narsalardan millionlab va milliardlab marta kattaroqdir. Shuning uchun paltodan tushgan tugma odamni o'ziga tortmaydi, balki erga tushadi, garchi u tugmaga erdan ko'ra yaqinroq bo'lsa-da - axir, Yerning massasi uning massasidan beqiyos kattaroqdir. odam.

Og'irlikning masofaga bog'liqligi jismlar bir-biridan qanchalik uzoqda bo'lsa, ular bir-biriga shunchalik kuchsizroq tortilishida namoyon bo'ladi.

Umumjahon tortishish qonuni ingliz fizigi, matematigi va astronomi Isaak Nyuton tomonidan kashf etilgan. U birinchi bo'lib taxmin qildi va keyin Yerga toshning tushishiga, Oyning Yer atrofida va sayyoralarning Quyosh atrofida harakatlanishiga sabab bo'lgan sabab bir xil ekanligini isbotladi - bu har qanday jismlar o'rtasida harakat qiluvchi tortishish kuchidir. koinot jismlari.

Nyutonning aytishicha, u bog'da sayr qilib yurganida novdadan tushgan olmani kuzatish orqali butun dunyo tortishish qonunini kashf qilishga undagan. Va aynan shu vaqtda u harakat qonunlari ustida ishlagan va olma Yerning tortishish kuchi ta'siriga tushib qolganini allaqachon bilgan. Shuningdek, u Oyning shunchaki osmonda osilib qolmasligini, balki Yer atrofida orbita bo‘ylab aylanishini, ya’ni unga qandaydir kuch ta’sir etishini, bu esa uni orbitadan tushib, koinotga uchib ketishdan saqlayotganini bilardi. kosmik fazo. Shunda xayoliga keldiki, ehtimol aynan shu kuch olmani ham yerga, ham oyni yer atrofida orbitada qolishiga majbur qiladi.

Bu kashfiyotning insoniyat uchun ahamiyati juda katta. Ushbu qonun yordamida astronomlar pozitsiyani katta aniqlik bilan aniqlaydilar. samoviy jismlar ko'p o'n yillar davomida osmonda va ularning traektoriyalari hisoblab chiqilgan. Umumjahon tortishish qonuni Yerning sun'iy yo'ldoshlari va sayyoralararo avtomatik transport vositalarining harakatini hisoblashda qo'llaniladi. Umumjahon tortishish qonunidan foydalanib, siz sayyoralar va ularning yo'ldoshlarining massasini hisoblashingiz mumkin. Umumjahon tortishish qonuni pasayish va oqim kabi hodisalarni tushuntiradi.

Ammo bu qonunning ilm-fan uchun rolining eng yorqin misoli Neptun sayyorasining kashf etilishi haqidagi hikoyadir. 1781 yilda ingliz astronomi Uilyam Gerschel Uran sayyorasini kashf etdi. Uning orbitasi hisoblab chiqildi va ko'p yillar davomida ushbu sayyoraning pozitsiyalari jadvali tuzildi. Biroq, bu jadvalni tekshirish shuni ko'rsatdiki, Uran xuddi hisoblanganidek harakat qilmaydi. Olimlarning fikricha, Uran harakatining og'ishi Quyoshdan Urandan ham uzoqroqda joylashgan noma'lum sayyorani jalb qilish bilan bog'liq. Hisoblangan traektoriyadan chetlanishlarni bilgan ingliz Adams va fransuz Leverrier universal tortishish qonunidan foydalanib, bu sayyoraning osmondagi holatini hisoblab chiqdilar. Adams hisob-kitoblarni oldinroq yakunladi, ammo u o'z natijalarini e'lon qilgan kuzatuvchilar buni tekshirishga shoshilmadilar. Bu orada, Leverrier hisob-kitoblarini tugatib, nemis astronomi Hallega noma'lum sayyorani qidiradigan joyni ko'rsatdi. Birinchi oqshom, 1846 yil 28 sentyabrda, Halle teleskopni ko'rsatilgan joyga qaratib, kashf etdi. yangi sayyora! Ular unga Neptun deb nom berishdi. Bu osmonni kuzatish jarayonida emas, balki matematik hisob-kitoblar natijasida (ular aytganidek, "qalam uchida") kashf etilgan birinchi sayyora edi. Xuddi shu tarzda, Pluton 1930 yilda kashf etilgan.

Insoniyat uzoq vaqtdan beri kosmosga intilib keladi. Ammo yerdan qanday tushish kerak? Insonning yulduzlarga uchishiga nima xalaqit berdi?

Biz allaqachon bilganimizdek, buning oldini erning tortishish kuchi yoki Yerning tortishish kuchi - kosmik parvozlar uchun asosiy to'siq bo'lgan.

Gravitatsiya

Hammasi jismoniy jismlar Yerda joylashgan, harakatga bog'liq tortishish qonuni . Bu qonunga ko'ra, ularning barchasi bir-birini o'ziga tortadi, ya'ni ular bir-biriga chaqirilgan kuch bilan ta'sir qiladi tortishish kuchi yoki tortishish kuchi .

Ushbu kuchning kattaligi jismlar massalarining mahsulotiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va ular orasidagi masofaning kvadratiga teskari proportsionaldir.

Yerning massasi juda katta va uning yuzasida joylashgan har qanday moddiy jismning massasidan sezilarli darajada oshib ketganligi sababli, Yerning tortishish kuchi boshqa barcha jismlarning tortishish kuchlaridan ancha katta. Aytishimiz mumkinki, Yerning tortishish kuchi bilan taqqoslaganda, ular umuman ko'rinmasdir.

Yer hamma narsani o'ziga tortadi. Biz tortishish kuchi ta'sirida qanday ob'ektni tashlasak, u albatta Yerga qaytadi. Yomg'ir tomchilari to'kiladi, tog'lardan suv quyiladi, daraxtlardan barglar tushadi. Biz tashlagan har qanday narsa ham shift o'rniga polga tushadi.

Kosmosga sayohat qilishdagi asosiy to'siq

Yerning tortishish kuchi bunga yo'l qo'ymaydi samolyot erni tark eting. Va uni engish oson emas. Ammo odam buni qilishni o'rgandi.

Keling, stol ustida yotgan to'pni kuzatamiz. Agar u stoldan dumalab tushsa, Yerning tortishish kuchi uning erga tushishiga olib keladi. Ammo agar biz to'pni olib, uni kuch bilan masofaga tashlasak, u darhol tushmaydi, lekin bir muncha vaqt o'tgach, havodagi traektoriyani tasvirlaydi. Nega u yerning tortishish kuchini qisqa vaqtga ham engishga muvaffaq bo'ldi?

Mana nima bo'ldi. Biz unga kuch qo'lladik va shu bilan tezlanishni berdik va to'p harakatlana boshladi. Va to'p qanchalik tezlashsa, uning tezligi shunchalik yuqori bo'ladi va u qanchalik uzoq va balandroq ucha oladi.

Tog‘ cho‘qqisiga o‘rnatilgan to‘pni tasavvur qiling, undan A snaryad o‘q uziladi yuqori tezlik. Bunday raketa bir necha kilometrga ucha oladi. Ammo oxir-oqibat, snaryad baribir erga tushadi. Uning tortishish kuchi ta'sirida traektoriyasi egri ko'rinishga ega. Snaryad B to'pdan yuqori tezlikda otiladi. Uning parvoz traektoriyasi ancha cho'zilgan va u ancha uzoqroqqa qo'nadi. Snaryadning tezligi qanchalik katta bo'lsa, uning traektoriyasi shunchalik to'g'ri bo'ladi va u uchadigan masofa shunchalik katta bo'ladi. Va nihoyat, ma'lum bir tezlikda S snaryadning traektoriyasi yopiq doira shaklini oladi. Snaryad Yer atrofida bir aylana, ikkinchisini, uchinchisini aylantiradi va endi Yerga tushmaydi. U Yerning sun'iy yo'ldoshiga aylanadi.

Albatta, hech kim kosmosga to'p snaryadlarini yubormaydi. Lekin kosmik kema ma'lum tezlikni olgan , Yerning sun'iy yo'ldoshlariga aylanadi.

birinchi kosmik tezlik

Yerning tortishish kuchini engish uchun kosmik kema qanday tezlikka ega bo'lishi kerak?

Ob'ektni Yerga yaqin aylana (geotsentrik) orbitaga chiqarish uchun berilishi kerak bo'lgan minimal tezlik deyiladi. birinchi kosmik tezlik .

Keling, bu tezlikning Yerga nisbatan qiymatini hisoblaylik.

Orbitadagi jism Yerning markaziga yo'naltirilgan tortishish kuchiga ta'sir qiladi. Bundan tashqari, bu jismni Yerga tortishga harakat qiladigan markazlashtiruvchi kuchdir. Ammo tana Yerga tushmaydi, chunki bu kuchning ta'siri boshqa kuch - markazdan qochma kuch bilan muvozanatlanadi, uni tashqariga chiqarishga harakat qiladi. Ushbu kuchlarning formulalarini tenglashtirib, biz birinchi kosmik tezlikni hisoblaymiz.

qayerda m - orbitadagi jismning massasi;

M Yerning massasi;

v1 - birinchi kosmik tezlik;

R yerning radiusidir

G tortishish doimiysi hisoblanadi.

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

Birinchi yerdagi kosmik tezlikning qiymati Yerning radiusi va massasiga bog'liq va orbitaga chiqarilgan jismning massasiga bog'liq emas.

Ushbu formuladan foydalanib, siz har qanday boshqa sayyora uchun birinchi kosmik tezliklarni hisoblashingiz mumkin. Albatta, ular Yerning birinchi kosmik tezligidan farq qiladi, chunki samoviy jismlar turli radius va massalarga ega. Masalan, Oyning birinchi kosmik tezligi 1680 km/s.

Sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshi orbitaga chiqadi kosmik raketa, birinchi kosmik tezlikka va undan yuqori tezlikka tezlashish va erning tortishish kuchini engish.

Kosmik asrning boshlanishi

1957-yil 4-oktabrda SSSRda birinchi kosmik tezlikka erishildi. Shu kuni yerliklar birinchi fazoning chaqiruv belgilarini eshitishdi. sun'iy yo'ldosh Yer. U SSSRda yaratilgan kosmik raketa yordamida orbitaga chiqarilgan. Bu og'irligi atigi 83,6 kg bo'lgan antennali metall to'p edi. Va raketaning o'zi o'sha vaqt uchun juda katta kuchga ega edi. Haqiqatan ham, orbitaga atigi 1 kilogramm qo'shimcha og'irlik kiritish uchun raketaning o'zi og'irligi 250-300 kg ga oshishi kerak edi. Ammo raketa konstruktsiyalari, dvigatellari va boshqaruv tizimlarining takomillashtirilishi tez orada ancha og'irroq kosmik kemalarni yer orbitasiga jo'natish imkonini berdi.

SSSRda 1957 yil 3 noyabrda uchirilgan ikkinchi kosmik sun'iy yo'ldosh allaqachon 500 kg og'irlikda edi. Bortda murakkab ilmiy jihozlar va birinchi tirik mavjudot - Laika iti bor edi.

Insoniyat tarixida kosmik asr boshlandi.

Ikkinchi kosmik tezlik

Gravitatsiya ta'sirida sun'iy yo'ldosh aylana orbita bo'ylab sayyora ustida gorizontal ravishda harakatlanadi. U Yer yuzasiga tushmaydi, lekin boshqa, balandroq orbitaga ham o'tmaydi. Va u buni qila olishi uchun unga boshqa tezlikni berish kerak, bu deyiladi ikkinchi kosmik tezlik . Bu tezlik deyiladi parabolik, qochib ketish tezligi , chiqarish darajasi . Bunday tezlikni olgan tana Yerning sun'iy yo'ldoshi bo'lishni to'xtatadi, atrofini tark etadi va Quyoshning sun'iy yo'ldoshiga aylanadi.

Agar jismning Yer yuzasidan boshlangan tezligi birinchi kosmik tezlikdan yuqori bo'lsa, lekin ikkinchisidan past bo'lsa, uning Yerga yaqin orbitasi ellips shakliga ega bo'ladi. Va tananing o'zi Yerga yaqin orbitada qoladi.

Erdan boshlanganda ikkinchi kosmik tezlikka teng tezlikni olgan jism parabola shakliga ega bo'lgan traektoriya bo'ylab harakatlanadi. Ammo agar bu tezlik ikkinchi kosmik tezlik qiymatidan biroz oshib ketsa, uning traektoriyasi giperbolaga aylanadi.

Ikkinchi kosmik tezlik, birinchisi kabi, turli samoviy jismlar uchun boshqacha ma'noga ega, chunki u ushbu jismning massasi va radiusiga bog'liq.

U quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

Birinchi va ikkinchi kosmik tezlik o'rtasidagi nisbat saqlanib qoladi

Yer uchun ikkinchi qochish tezligi 11,2 km/s.

Birinchi marta tortishish kuchini engib o'tgan raketa SSSRda 1959 yil 2 yanvarda uchirilgan. 34 soatlik parvozdan so'ng u oy orbitasini kesib o'tdi va sayyoralararo fazoga kirdi.

Oy tomon ikkinchi kosmik raketa 1959-yil 12-sentyabrda uchirildi. Keyin Oy yuzasiga yetib borgan va hatto yumshoq qo‘nishni amalga oshirgan raketalar paydo bo‘ldi.

Keyinchalik kosmik kema boshqa sayyoralarga yo'l oldi.