Gravitazzjonali potenzjal
L-ekwazzjoni t'hawn fuq iwassal għall-ekwazzjoni għall-ħidma mwettqa fil-mixja ta 'massa minn R raġġ għall-infinit, li hu miksub mill-integrazzjoni tal-forza tal-gravità fuq din id-distanza:

Ix-xogħol magħmul meta jiċċaqalqu massa minn infinità għal R raġġ hija għalhekk
u dan huwa magħruf bħala l -enerġija potenzjali gravitazzjonali .
Bl-użu tad-Dinja bħala eżempju, il-ħidma mwettqa fil-mixja ta 'massa minn wiċċ id-dinja għall-infinit huwa mogħti bi:

is the Earth's mass. fejn G huwa l-kostanti gravitazzjonali universali, m hija massa tal-oġġett, r e huwa raġġ tad-Dinja, u m e huwa massa tad-Dinja.
Ġenerali Relatività
Konċepiment Newton u l-kwantifikazzjoni tal-gravità miżmuma sal-bidu tas-seklu 20, meta l-Ġermaniż tat-twelid fiżiċista Albert Einstein ppropona l- teorija ġenerali tal Relatività . F'dan il-teorija Einstein propost li mozzjoni inerzjali iseħħ meta oġġetti huma ħieles jaqgħu minflok meta jkunu fuq mistrieħ fir-rigward ta 'oġġett enormi bħall-Dinja (bħal fil-każ fil-mekkanika klassika). Il-problema hija li spacetimes ċatti bħal dawk tal-mekkanika klassika u relatività speċjali , m'hemmx mod li l-osservaturi inerzjali jista 'jaċċelera fir-rigward ta' xulxin, kif free-korpi li jaqgħu jistgħu jagħmlu kif kull huma aċċellerati lejn iċ-ċentru ta 'dħul massiv oġġett.
Biex tittratta din id-diffikultà, Einstein propost li spacetime hija mgħawġa mill-preżenza ta 'materja, u li oġġetti ħieles jaqgħu huma wara l- geodesics ta 'l-spacetime. B'mod aktar speċifiku, Einstein skopra l- ekwazzjonijiet qasam ta 'relativity ġenerali, li jirrelataw il-preżenza ta' materja u l-kurvatura ta 'spacetime. L-ekwazzjonijiet qasam Einstein huma sett ta '10 simultanji , l mhux lineari , il -ekwazzjonijiet differenzjali li soluzzjonijiet jagħtu l-komponenti tal- tensor metrika ta spacetime. Dan tensor metrika tippermetti l-kalkolu mhux biss angoli u d-distanzi bejn l-ispazju-time intervalli (segmenti) imkejla bil- koordinati li kontra tagħha l-spacetime manifold qed fassal iżda wkoll il-affine-konnessjoni li minnha l-kurvatura huwa miksub, b'hekk tiddeskrivi struttura ġeometrika l-spacetime ta . Soluzzjonijiet notevoli ta 'l-ekwazzjonijiet qasam Einstein jinkludu:
Ġenerali Relatività gawdiet suċċess ħafna minħabba kif previżjonijiet tagħha ġew regolarment kkonfermati. Per eżempju:
Ispeċifiċitajiet
Gravità tad-Dinja
Nofsinhar qasam gravità Oċean
Kull korp planetarju, inkluż id-Dinja, hija mdawra minn għalqa gravitazzjonali tagħha stess, li jeżerċita forza attraenti fuq kull oġġett li jaqa 'taħt l-influwenza tagħha. Dan il-qasam huwa proporzjonali għall-massa tal-ġisem u tvarja b'mod invers mal-kwadru tad-distanza mill-ġisem. Il-qasam gravitazzjonali huwa numerikament ugwali għal-aċċelerazzjoni ta 'oġġetti taħt l-influwenza tagħha, u l-valur tagħha fil-wiċċ tad-Dinja, murija g, bejn wieħed u ieħor 9.81 m / s ² jew 32.2 pied / s ². Dan ifisser li, jinjora reżistenza għall-arja, oġġett li jaqa 'liberament qrib żidiet wiċċ tad-dinja fil-veloċità minn 9.81 m / s (madwar 22 mph) għal kull 2 ta' dixxendenza tagħha. Għalhekk, oġġett li jibdew mill-bqija se tilħaq il-veloċità ta '9.81 m / s wara t-tieni waħda, 19.62 m / s wara żewġ sekondi, u l-bqija. Skond il-Liġi 3 Newton, l-earth innifsu esperjenzi forza ugwali u opposti għal dak li jaġixxi fuq l-oġġett li jaqa ', li jfisser li d-dinja wkoll jaċċelera lejn l-oġġett. Madankollu, minħabba li l-massa tal-art huwa enormi, l-aċċellerazzjoni prodotta fuq l-earth minn din il-forza istess huwa negliġibbli.
Ekwazzjonijiet għal korp li jaqa '
Taħt normali earth marbuta kondizzjonijiet, meta l-oġġetti jiċċaqalqu minħabba forza gravitazzjonali kostanti sett ta 'ekwazzjonijiet kinematical u dinamiċi jiddeskrivu l-trajettorji jirriżultaw. Per eżempju, il-liġi Newton tal-gravità tissimplifika sa F = mg, fejn m hija l- massa tal-ġisem. Din is-suppożizzjoni hija raġonevoli għal oġġetti li jaqgħu għall -art matul is-distanzi vertikali relattivament qasir ta 'esperjenza tagħna ta' kuljum, iżda huwa ħafna mhux vera fuq distanzi akbar, bħall trajettorji ispazju, minħabba li l-aċċelerazzjoni bogħod mill-wiċċ tal-pjaneta mhumiex ġeneralment ser tkun g . Eżempju ieħor huwa l-espressjoni li nużaw għall-kalkolu tal-enerġija potenzjali ta 'korp = MGH. Din l-espressjoni tista 'tintuża biss fuq distanzi żgħar mill-earth. Bl-istess mod l-espressjoni għall-għoli massimu milħuq minn korp vertikalment proġettat, "h = u ^ 2/2g" hija utli għall-għoli ż-żgħar u veloċitajiet inizjali żgħar biss. Fil-każ ta 'veloċitajiet inizjali kbar li għandna biex jużaw il-prinċipju ta' konservazzjoni ta 'enerġija biex isibu l-għoli massimu jintlaħaq.
Gravità u l-astronomija
L-iskoperta u applikazzjoni ta 'liġi Newton ta' kontijiet gravità għall-informazzjoni dettaljata li għandna dwar il-pjaneti fis-sistema solari tagħna, il-massa tax-xemx, id-distanza li stilel u anke t-teorija tal -materja dlam . Għalkemm aħna ma vvjaġġaw l-pjaneti u lanqas għax-xemx, nafu massa tagħhom. Il-massa huwa miksub billi tapplika l-liġijiet ta 'gravità għall-karatteristiċi mkejla ta' l-orbita. Fl-ispazju oġġett iżomm tagħha orbita minħabba l-forza tal-gravità jaġixxu fuqha. Pjaneti istilel orbita, stilla orbita ċentri galattika , l galassji orbita ċentru ta 'massa fi gruppi, u clusters orbita fl superclusters .
Gravità kontra gravità
Huwa importanti li wieħed jinnota, f'ċerti kuntesti, li gravità mhux gravità, per se. Gravità huwa fenomenu indipendenti minn kwalunkwe kawża partikolari. Xi theorize li huwa possibbli għall-gravità li jeżistu mingħajr seħħ; skond relativity ġenerali, li huwa tabilħaqq il-każ. Fl-użu komuni "gravità" u "gravità" huma jew użati minflok xulxin, jew id-distinzjoni xi kultant ikun hemm li "gravità" huwa speċifikament il-forza attraenti ta 'l-art, filwaqt li "gravità" huwa l-proprjetà ġenerali ta' attrazzjoni reċiproku bejn il-korpi tal-materja. Fl-użu tekniku, "gravità" hija t-tendenza ta 'korpi li taċċellera lejn xulxin, u "gravità" huwa l-forza li xi teoriji jużaw biex jispjegaw dan aċċelerazzjoni.
Gravità kien pjuttost ftit li xejn jiftiehem sakemm Isaac Newton formulati liġi tiegħu tal-gravità fil- seklu 17 . Teorija Newton għadu ħafna għal skopijiet prattiċi ħafna, għalkemm għal aktar xogħol avvanzat ġiet sostitwita minn Einstein "i relatività ġenerali . Filwaqt li ħafna issa hija magħrufa dwar il-proprjetajiet ta 'gravità, il-kawża aħħari tal-gravità tibqa' kwistjoni miftuħa u l-gravità tibqa 'tema importanti ta' riċerka xjentifika.
Applikazzjonijiet
Numru kbir ta 'contrivances mekkaniċi jiddependu b'xi mod fuq gravitá għal operazzjoni tagħhom. Per eżempju, differenza fl-għoli jista 'jipprovdi pressjoni differenzjali utli fil-likwidu, bħal fil-każ ta' dripp ġol-vina jew torri ilma . L-enerġija potenzjali gravitazzjonali ta 'ilma jista' jintuża biex jiġġenera idroelettriċità kif ukoll biex tiġbed 1 tramcar sa inklinazzjoni, bl-użu ta 'sistema ta' tankijiet tal-ilma u taljoli; l Lynton u Lynmouth Cliff Ferroviji [1] fil Devon , Ingilterra timpjega biss sistema bħal din . Ukoll, piż mdendlin minn kejbil fuq taljola jipprovdi tensjoni kostanti fil-kejbil, inkluża l-parti fuq in-naħa l-oħra tal-tarjola għall-piż.
Eżempji huma numerużi: Per eżempju imdewweb ċomb , meta jitferra 'fil-quċċata ta' torri sparatura , se coalesce fis xita ta 'ċomb sferiku, l-ewwel separazzjoni fis qtar, li jiffurmaw isferi imdewweb, u solidi finalment iffriżar, li għaddejjin minn ħafna mill-istess effetti meteoritic tektites , li se jibred fis forom sferiċi, jew kważi sferika fid ħieles jaqgħu . Ukoll, frazzjonament torri jistgħu jintużaw għall-manifattura xi materjali billi tissepara l-komponenti materjali bbażati fuq tagħhom gravità speċifika . Piż mmexxija arloġġi huma mħaddma mill-enerġija potenzjali gravitazzjonali, u arloġġi tal-pendlu jiddependu fuq gravità li tirregola żmien. Artifiċjali satelliti huma applikazzjoni tal-gravità li kien matematikament deskritt fil Newton Principia .
Gravità huwa użat fl-esplorazzjoni ġeofiżiċi biex tinvestiga kuntrasti densità fil-wiċċ tal-pjaneta. Gravimetri sensittivi jużaw sistema rebbiegħa u l-massa kkumplikata (f'ħafna każijiet) biex jitkejjel il-qawwa tal-"l isfel" komponent tal-forza gravitazzjonali f'punt. Kejl ħafna stazzjonijiet fuq żona juri anomaliji mkejla mgal jew microGal (1 gal is 1 ċm / s ^ 2. Aċċelerazzjoni gravitazzjonali medja hija ta 'madwar 981 gal, jew 981.000 mgal.). Wara korrezzjonijiet għall-obliqueness tal-pjaneta, elevazzjoni, it-terren, drift-istrument, eċċ, dawn l-anomaliji jiżvelaw oqsma ta 'densità ogħla jew aktar baxxa fil-qoxra. Dan il-metodu huwa użat b'mod estensiv fil-minerali u l-esplorazzjoni taż-żejt, kif ukoll l-immudellar art ħin jiskadu. L-istrumenti ġodda huma sensittivi biżżejjed li jaqra l-ġibda gravitazzjonali ta 'l-operatur bil-wieqfa fuqhom.
Teoriji alternattivi
Teoriji alternattivi Storiċi
Teoriji riċenti alternattivi
electrogavitics, il magnetogravitics, armoniċi mewġ gravità: electrogravitics: (eż. tara kotba ppubblikati mill integrità istitut ta 'riċerka [2] ) prinċipju bażiku: elettroni timbotta, protoni pull - tuża dan il-prinċipju, Nikola Tesla mbassra stmerrija gravitazzjonali fl-1880s, esperimentaw magħha -1890s, & mfassla l-ajruplan sigarru iffurmat fis-seklu 20. L-effett Biefeld-Brown (1923) turi din & Thomas Townsend Brown kapaċitaturi tard mfassla asymetric suchas l-ajruplan diska b'forma negattiv elettriku mitlub (stmerrija) pjanċa fuq il-qiegħ u l-b'positive charge (attrazzjoni) aluminju tiġi fuq. mewġa armoniċi gravità (eż. tara ktieb: Kif tibni Saucer Titjir u Proposti oħra fil Inġinerija spekulattivi, it-TB Pawlicki): gravità huwa mewġa bħal kull prodott ieħor - l-bqija pjaneti f'intervalli armoniku fil mewġa wieqfa mis-sors tal- mewġ, ix-xemx.
Ara wkoll
Noti
- Nota 1 : Proposition 75, teorema 35: p.956 - I.Bernard Cohen u Anne Whitman, it-tradutturi: Isaac Newton, Il-Principia: Prinċipji matematika ta 'l-Filosofija Naturali. Preċeduta minn A Guide To Principia Newton, minn I. Bernard Cohen. Università ta 'California Press 1999 ISBN 0-520-08816-6 ISBN 0-520-08817-4
- Nota 3 : Max Born ( 1924 (. L-edizzjoni Dover 1962, paġna 348 listi tabella jiddokumenta l-valuri osservati u kkalkulati għall-preċessjoni ta 'l-perihelion ta' Merkurju, Venere, u Earth)), Teorija Einstein ta 'Relativity
Referenzi
- ^ Clark, John, TO (2004). Il-Dizzjunarju essenzjali tax-Xjenza. Barnes & Nobbli kotba. ISBN 0-7607-4616-8 .
- Halliday, David, Robert Resnick; Kenneth S. KRANE (2001) Fiżika v 1.. New York: John Wiley & Sons. ISBN 0-471-32057-9 .
- Serway, Raymond A. Jewett, John W. (2004). Fiżika għall Xjentisti u Inġiniera, ed 6., Brooks / Cole. ISBN 0-534-40842-7 .
- . Tipler, Paul (2004) Fiżika għal xjentisti u inġeniera. Mechanics oxxillazzjonijiet u Waves, termodinamiċità, ed 5, l WH Freeman. ISBN 0-7167-0809-4 .
- Jefimenko, Oleg D. , "kawżalità, l-induzzjoni elettromanjetiċi, u gravità: approċċ differenti għall-teorija tal-kampi elettromanjetiċi u gravitazzjonali". Star City [West Virginia]:. Electret Xjentifiku Co, c1992 ISBN 0-917406-09-5
- Heaviside, Oliver , " A analoġija gravitazzjonali u elettro-manjetiċi ". Il-Electrician, 1893.