/ / Gravitační síly: koncept a vlastnosti aplikace vzorce pro jejich výpočet

Gravitační síly: koncept a vlastnosti aplikace vzorce pro jejich výpočet

vzorec gravitační síly
Gravitační síly jsou jedním ze čtyřhlavní typy sil, které se projevují v celé své rozmanitosti mezi různými těly jak na Zemi, tak i mimo ni. Kromě toho stále odlišují elektromagnetické, slabé a jaderné (silné). Pravděpodobně to byla jejich existence, kterou si lidstvo poprvé uvědomilo. Síla gravitace ze Země byla známa již od počátku. Nicméně, staletí prošly předtím, než se člověk domníval, že tento druh interakce nastává nejen mezi Zemí a jakýmkoli tělem, ale také mezi různými objekty. První, kdo pochopil, jak gravitační síly fungují, byl anglický fyzik I. Newton. Byl to ten, který přinesl veškerý známý zákon univerzální gravitace.

Vzorec gravitační síly

Newton se rozhodl analyzovat zákony, podle kterýchplanety se pohybují v systému. V důsledku toho dospěl k závěru, že rotace nebeských těl kolem Slunce je možná pouze tehdy, když mezi ním a samotnými planetami působí gravitační síly. Uvědomujíc si, že nebeské těla z jiných objektů se liší pouze velikostí a hmotností, vědec odvodil následující vzorec:

F = f x (m1 x m2) / r2, kde:

  • m1, m2 Jsou hmoty dvou těl;
  • r je vzdálenost mezi nimi v přímce;
  • f je gravitační konstanta, jejíž hodnota je rovna 6,66 x 10-8 cm3/ g х х сек2.

Tak lze tvrdit, že jakékoliv dvějsou navzájem přitahovány. Práce gravitační síly v její velikosti je přímo úměrná těm těmto tělům a nepřímo úměrná vzdálenosti mezi nimi, čtvercová.

gravitační síly

Vlastnosti použití vzorce

Na první pohled to vypadá, že používámematematický popis zákona přitažlivosti je poměrně jednoduchý. Nicméně, pokud o tom přemýšlíte, má tento vzorec smysl jen pro dvě hmoty, jejichž rozměry jsou zanedbatelně malé ve srovnání s vzdáleností mezi nimi. A tolik, že mohou být považovány za dva body. A jak to pak být, když je vzdálenost srovnatelná s velikostí těl, a oni sami mají nepravidelný tvar? Rozdělit je na části, určit gravitační síly mezi nimi a vypočítat výsledný? Pokud ano, kolik bodů bych měl vzít k výpočtu? Jak vidíte, ne všechno je tak jednoduché.

práce gravitační síly
A pokud vezmeme v úvahu (z hlediska matematiky) tobod velikostí nemá, pak se tato pozice vůbec nezdá být beznadějná. Naštěstí vědci v tomto případě přišli s cestou k výpočtu. Používají zařízení integrálního a diferenciálního počtu. Podstatou metody je, že objekt je rozdělen na nekonečný počet malých kostek, jejichž hmoty jsou soustředěny v jejich střediscích. Pak je vytvořen vzorec pro zjištění výsledné síly a je aplikován omezující přechod, pomocí něhož je objem každého prvku prvku zmenšen na bod (nula) a počet takových prvků se ponoří do nekonečna. Díky této metodě byly získány některé důležité závěry.

  1. Pokud tělo je koule,jehož hustota je homogenní, pak přitahuje k sobě jakýkoli jiný objekt, jako by se jeho celá hmota soustředila ve svém středu. Proto s jistou chybou může být tento závěr uplatněn i na planety.
  2. Když je hustota objektu charakteristickácentrální sférickou, interaguje s jinými předměty, jako kdyby na bod symetrie je celý jeho hmotnost. Tak, vezmeme-li duté koule (např, fotbalový míč), nebo více vnořených kuliček (za panenky hnízdění panenky), pak se budou přitahovat jiný subjekt, jako by se materiál, který má bod jejich celkovou hmotnost a nachází se v centra.
  3. </ ol </ p>
Přečtěte si více: