Astronoomia

Isaac Newton ja universaalse gravitatsiooni seadus

Isaac Newton ja universaalse gravitatsiooni seadus

Gravitatsioon on vastastikuse külgetõmbe jõud, mida kehad teatud massi omamise tõttu kogevad.

Selle jõu olemasolu tuvastas inglise matemaatik ja füüsik Isaac Newton XVII sajandil. Lisaks töötas see geniaalne teadlane oma formuleerimiseks välja nn fluxion-arvutuse (mida nüüd nimetatakse integraalseks arvutamiseks).

Isaac Newton sündis 25. detsembril 1642 Woolsthorpes, Lincolnshire'is. Kui ta oli kolmeaastane, abiellus lese ema uuesti ja jättis ta vanaema hoole alla. Kui ta oli teist korda lesk, otsustas ta saata ta Granthami põhikooli. 1661. aasta suvel astus ta Cambridge'i ülikooli Trinity kolledžisse, kus ta sai ka oma kraadi.

Sel ajal pühendus ta matemaatika ja loodusfilosoofia viimaste edusammude uurimisele ja uurimisele. Peaaegu kohe tegi ta põhjalikke avastusi, mis olid tema teadlaskarjääris väga kasulikud. Samuti lahendati valguse ja optikaga seotud probleemid, sõnastati liikumisseadused ja järeldati nende põhjal seda, mida me teame Universaalse gravitatsiooni seadus.

Newtoni seaduses, mida nimetatakse universaalse gravitatsiooni seaduseks, öeldakse, et kahe massiga keha kogetav tõmbejõud on otseselt võrdeline nende masside korrutisega ja pöördvõrdeline neid eraldava vahemaa ruuduga ( kauguse ruudu pöörde seadus). Seadus sisaldab proportsionaalsuse konstanti (G), mida nimetatakse universaalse gravitatsiooni konstandiks ja mille väärtus, täpsustatud katsete abil, on:
G = 6,67384*10-11 N * m² / kg².

Teatud raadiuse ja massiga kehaga seotud gravitatsioonivälja intensiivsuse määramiseks kehtestatakse kiirendus, millega katsekeha (raadiuse ja ühiku massiga) langeb nimetatud väljale. Kui rakendatakse Newtoni teist seadust, võttes raskusjõu ja teadaoleva massi väärtused, saab gravitatsiooni kiirenduse.

Sellel kiirendusel on erinevad väärtused sõltuvalt kehast, millel seda mõõdetakse; Seega loetakse Maa jaoks väärtuseks 9,8 m / s² (vastab 9,8 N / kg), samas kui Kuu pinna jaoks saadav väärtus on ainult 1,6 m / s s², see tähendab umbes kuus korda väiksem kui meie planeedile vastav, ja Päikesesüsteemi ühel hiigelplaneedil Jupiteril oleks see väärtus umbes 24,9 m / s².

Eraldatud süsteemis, mis koosneb kahest kehast, millest üks pöörleb ümber teise, kusjuures esimese mass on palju väiksem kui teine ​​ja kirjeldab keskpunkti hõivatud keha ümber stabiilset ja ümmargust orbiiti, on tsentrifugaaljõul väärtus universaalse gravitatsiooni olemasolu tõttu võrdne tsentripetaali omaga.

Niisugustest kaalutlustest on võimalik tuletada üks Kepleri seadustest (kolmas), mis seob orbiidi raadiust, mis kirjeldab teist keskosa ümbritsevat keha, ajaga, mis kulub selle orbiidil oleva ala pühkimiseks, ja see kinnitab, et aeg on võrdeline raadiusega 3/2.

See tulemus on universaalselt rakendatav ja kehtib ka elliptiliste orbiitide kohta, mille puhul ümmargune orbiit on erijuhtum, kus peamised ja vähem poolteljed on võrdsed.

◄ EelmineJärgmine ►
Seadused ja astronoomilised teooriadSuure Paugu teooria ja Universumi päritolu


Video: Introduction to Newton's law of gravitation. Physics. Khan Academy (Mai 2021).