Ποιος είναι ο νόμος της καθολικής βαρύτητας του Νεύτωνα;

Όταν η NASA στέλνει πύραυλους στο διάστημα, πρέπει να αντιμετωπίσουν πολύ περισσότερα από την απλή εκπαίδευση αστροναυτών, φορτία καυσίμου , και ένας γενικός στόχος αποστολής. Οι αστροφυσικοί που σχεδιάζουν διαστημικά ταξίδια πρέπει επίσης να αντιμετωπίσουν τους θεμελιώδεις νόμους της φυσικής. Επικεφαλής μεταξύ αυτών είναι ο νόμος της καθολικής βαρύτητας του Sir Isaac Newton.

Μάθετε από τα καλύτερα

Μετάβαση στην ενότητα

• Ποιος είναι ο νόμος της καθολικής βαρύτητας του Νεύτωνα;
• Ποια είναι η ιστορία του νόμου της καθολικής βαρύτητας;
• Ποιες είναι μερικές εφαρμογές του νόμου της καθολικής βαρύτητας;
• Μάθετε περισσότερα για το MasterClass του Chris Hadfield

Ποιος είναι ο νόμος της καθολικής βαρύτητας του Νεύτωνα;

Ο νόμος της καθολικής βαρύτητας του Νεύτωνα αναφέρει ότι δύο σώματα στο διάστημα τραβιούνται μεταξύ τους με δύναμη ανάλογη με τις μάζες τους και την απόσταση μεταξύ τους. Για μεγάλα αντικείμενα που βρίσκονται σε τροχιά το ένα το άλλο - το φεγγάρι και η Γη, για παράδειγμα - αυτό σημαίνει ότι πραγματικά ασκούν αξιοσημείωτη δύναμη το ένα στο άλλο. Μπορεί να φαίνεται ότι το φεγγάρι περιστρέφεται σε μια σχετικά στατική Γη, αλλά στην πραγματικότητα το φεγγάρι και η Γη περιστρέφονται γύρω από ένα τρίτο σημείο μεταξύ τους. Αυτό το σημείο ονομάζεται barycenter.

Σύμφωνα με τους όρους του νόμου του Νεύτωνα, κάθε αντικείμενο στο σύμπαν προσελκύει κάθε άλλο αντικείμενο με μετρήσιμη δύναμη (όσο μικρή και αν είναι). Η δύναμη είναι:

πόσες ουγγιές κρασί σε ένα μπουκάλι

• Απευθείας ανάλογη με το προϊόν μάζας δύο αντικειμένων
• Αντίστροφα ανάλογο με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ των αντικειμένων

Αυτή η αρχή μπορεί να εκφραστεί στην εξίσωση: F = G mM / r ^ 2

Μέσα σε αυτήν την εξίσωση:

αστρολογία γράφημα ανατέλλοντος φεγγαριού ήλιος

• Το F είναι το μέγεθος της δύναμης
• m είναι η μάζα του μικρότερου αντικειμένου
• M είναι η μάζα του μεγαλύτερου αντικειμένου
• r είναι η απόσταση μεταξύ των κέντρων μάζας των αντικειμένων
• Το G είναι η βαρυτική σταθερά

Ποια είναι η ιστορία του νόμου της καθολικής βαρύτητας;

Ο Sir Isaac Newton ήταν ο πρώτος επιστήμονας που διατύπωσε συγκεκριμένα την έννοια της βαρυτικής δύναμης, και τα γραπτά του αναφέρουν λεπτομερώς τον τρόπο με τον οποίο η βαρυτική έλξη επηρεάζει τόσο τα αντικείμενα που πέφτουν όσο και τις κινήσεις των ουράνιων σωμάτων.

Ωστόσο, ο Νεύτωνας υποχώρησε στις παρατηρήσεις και τις θεωρίες άλλων μαθηματικών και φυσικών, όπως: Max Kepler; Ρόμπερτ Χουκ Edmund Halley; και ο Christopher Wren.

Πάνω από 100 χρόνια μετά τη δημοσίευση του έργου του από τον Newton, ο Άγγλος φυσικός Henry Cavendish διατύπωσε την έννοια της βαρυτικής σταθεράς σολ . Μεταξύ άλλων, η δουλειά του Cavendish βοήθησε στον καθορισμό μιας ακριβούς τιμής για τη συνολική μάζα της Γης. (Όταν χρησιμοποιείτε την εξίσωση του Νεύτωνα για τη μέτρηση των βαρυτικών επιδράσεων της Γης σε ένα αντικείμενο Γης, Μ θα αντιπροσωπεύει τη μάζα της Γης και Μ θα αντιπροσωπεύει τη μάζα του γήινου αντικειμένου.)

Ποιες είναι μερικές εφαρμογές του νόμου της καθολικής βαρύτητας;

Ο νόμος της καθολικής βαρύτητας εφαρμόζεται σε πολλά θέματα της σύγχρονης επιστήμης. Αυτά τα θέματα περιλαμβάνουν:

πώς να φτιάξετε ένα σκίσιμο στο τζιν

• Παλίρροιες (δημιουργήθηκε από τη βαρυτική έλξη της Σελήνης στη Γη)
• Η αλληλεπίδραση μεταξύ δύο γήινων αντικειμένων
• Η αλληλεπίδραση μεταξύ ενός γήινου αντικειμένου και της ίδιας της Γης
• Αστροφυσική, συμπεριλαμβανομένου του πώς τα ουράνια σώματα ασκούν δύναμη το ένα πάνω στο άλλο και σε πολύ μικρότερα αντικείμενα, όπως το διαστημικό σκάφος.

Για ένα διαστημόπλοιο σε τροχιά ή έξοδο από τη Γη, δεδομένου ότι η μάζα του διαστημοπλοίου σε σχέση με τη Γη είναι μικρή, το πλοίο δεν ασκεί μεγάλη δύναμη στη Γη. Η πρωταρχική επίπτωση για το spaceflight είναι ότι η δύναμη της βαρύτητας στο διαστημόπλοιο μειώνεται καθώς αυξάνεται η απόσταση μεταξύ του διαστημοπλοίου και της Γης. Στην πραγματικότητα, η δύναμη μειώνεται γρήγορα, καθώς διαιρείται με την τετραγωνική απόσταση.

Μάθετε περισσότερα σχετικά με την εξερεύνηση του διαστήματος στο MasterClass του πρώην αστροναύτη του Chris Hadfield.