Forța de atracție Newton. Care este legea gravitației universale: formula marii descoperiri
În anii de declin ai vieții sale, el a vorbit despre cum a descoperit Legea gravitației.
Când tânărul Isaac se plimba în grădină printre meri la moşia părinţilor săi, a văzut luna pe cerul zilei. Și lângă el, un măr a căzut la pământ, rupând o creangă.
Din moment ce Newton lucra la legile mișcării în același timp, știa deja că mărul cădea sub influența câmpului gravitațional al Pământului. Și știa că Luna nu este doar pe cer, ci se învârte în jurul Pământului pe o orbită și, prin urmare, un fel de forță acționează asupra ei, care o împiedică să iasă din orbită și să zboare în linie dreaptă, în spațiul cosmic. De aici i-a venit ideea că, poate, aceeași forță face ca mărul să cadă pe pământ, iar luna să rămână pe orbita Pământului.
Înainte de Newton, oamenii de știință credeau că există două tipuri de gravitație: gravitația terestră (care acționează pe Pământ) și gravitația cerească (care acționează în cer). Această idee a fost ferm înrădăcinată în mintea oamenilor de atunci.
Epifania lui Newton a fost că a combinat aceste două tipuri de gravitație în mintea lui. Din acel moment istoric, diviziunea artificială și falsă a Pământului și a restului Universului a încetat să mai existe.
Și astfel a fost descoperită legea gravitației universale, care este una dintre legile universale ale naturii. Conform legii, toate corpurile materiale se atrag unele pe altele, iar magnitudinea forței gravitaționale nu depinde de proprietățile chimice și fizice ale corpurilor, de starea mișcării lor, de proprietățile mediului în care se află corpurile. . Gravitația pe Pământ se manifestă, în primul rând, în existența gravitației, care este rezultatul atracției oricărui corp material de către Pământ. Legat de acesta este termenul „gravitație” (din lat. gravitas - gravitație) , echivalent cu termenul „gravitație”.
Legea gravitației spune că forța de atracție gravitațională dintre două puncte materiale de masă m1 și m2, separate de o distanță R, este proporțională cu ambele mase și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele.
Ideea însăși a unei forțe gravitaționale universale a fost exprimată în mod repetat chiar înainte de Newton. Anterior, s-au gândit la asta Huygens, Roberval, Descartes, Borelli, Kepler, Gassendi, Epicur și alții.
Conform ipotezei lui Kepler, gravitația este invers proporțională cu distanța până la Soare și se extinde numai în planul eclipticii; Descartes l-a considerat rezultatul vârtejurilor din eter.
Au existat, totuși, presupuneri cu dependența corectă de distanță, dar înainte de Newton, nimeni nu a fost capabil să conecteze în mod clar și matematic concludent legea gravitației (o forță invers proporțională cu pătratul distanței) și legile mișcării planetare (legile lui Kepler). legi).
În lucrarea sa principală „Principiile matematice ale filosofiei naturale” (1687)
Isaac Newton a derivat legea gravitației, bazată pe legile empirice ale lui Kepler, cunoscute în acel moment.
El a arătat că:
- mișcările observate ale planetelor mărturisesc prezența unei forțe centrale;
- invers, forța centrală de atracție duce la orbite eliptice (sau hiperbolice).
Spre deosebire de ipotezele predecesorilor săi, teoria lui Newton a avut o serie de diferențe semnificative. Sir Isaac a publicat nu numai formula propusă pentru legea gravitației universale, dar a propus de fapt un model matematic complet:
- legea gravitației;
- legea mișcării (a doua lege a lui Newton);
- sistem de metode de cercetare matematică (analiza matematică).
Luată împreună, această triadă este suficientă pentru a explora pe deplin cele mai complexe mișcări ale corpurilor cerești, creând astfel bazele mecanicii cerești.
Dar Isaac Newton a lăsat deschisă problema naturii gravitației. De asemenea, nu a fost explicată ipoteza propagării instantanee a gravitației în spațiu (adică ipoteza că odată cu o schimbare a pozițiilor corpurilor, forța gravitației dintre ele se schimbă instantaneu), care este strâns legată de natura gravitației. Timp de mai bine de două sute de ani după Newton, fizicienii au propus diverse modalități de a îmbunătăți teoria gravitațională a lui Newton. Abia în 1915 aceste eforturi au fost încununate cu succes de creație Teoria generală a relativității a lui Einstein în care toate aceste greutăţi au fost depăşite.
M-am hotărât, în măsura în care am putut și abilitățile mele, să mă concentrez pe iluminare mai detaliat. moștenire științifică Academicianul Nikolai Viktorovich Levashov, pentru că văd că astăzi lucrările sale nu sunt încă în cererea de a fi într-o societate de oameni cu adevărat liberi și rezonabili. oameni încă nu inteleg valoarea și importanța cărților și articolelor sale, pentru că nu își dau seama de amploarea înșelăciunii în care trăim în ultimele două secole; nu înțeleg că informațiile despre natură, pe care le considerăm familiare și, prin urmare, adevărate, sunt 100% fals; și ne sunt impuse în mod deliberat pentru a ascunde adevărul și a ne împiedica să ne dezvoltăm în direcția corectă...
Legea gravitației
De ce trebuie să facem față acestei gravitații? Mai este ceva ce nu știm despre ea? Ce ești tu! Știm deja multe despre gravitație! De exemplu, Wikipedia ne informează cu amabilitate că « gravitatie (atracţie, la nivel mondial, gravitatie) (din lat. gravitas - „gravitație”) - o interacțiune fundamentală universală între toate corpurile materiale. În aproximarea vitezelor mici și a interacțiunii gravitaționale slabe, este descrisă de teoria gravitației lui Newton, în cazul general este descrisă de teoria relativității generale a lui Einstein... " Acestea. Pur și simplu, această conversație pe internet spune că gravitația este interacțiunea dintre toate corpurile materiale și chiar mai simplu - atracție reciprocă corpuri materiale între ele.
Tovarășului îi datorăm apariția unei asemenea păreri. Isaac Newton, creditat cu descoperirea în 1687 "Legea gravitației", conform căreia toate corpurile se presupune că sunt atrase unele de altele proporțional cu masele lor și invers proporțional cu pătratul distanței dintre ele. Mă bucur că tovarășul. Isaac Newton este descris în Pedia ca un om de știință foarte educat, spre deosebire de Camrade. căruia i se atribuie descoperirea electricitate…
Este interesant să ne uităm la dimensiunea „Forței de atracție” sau a „Forței gravitației”, care decurge din Com. Isaac Newton, având următoarea formă: F=m 1 *m2 /r2
Numătorul este produsul maselor celor două corpuri. Aceasta dă dimensiunea „kilogramelor pătrate” - kg 2. Numitorul este „distanța” la pătrat, adică. metri patrati - m 2. Dar puterea nu se măsoară în ciudat kg 2 / m 2, și în nu mai puțin ciudat kg * m / s 2! Se dovedește a fi o nepotrivire. Pentru a-l elimina, „oamenii de știință” au venit cu un coeficient, așa-zisul. „constantă gravitațională” G , egal cu aproximativ 6,67545×10 −11 m³/(kg s²). Dacă acum înmulțim totul, obținem dimensiunea corectă a „Gravitației”. kg * m / s 2, iar acest abracadabra se numește în fizică "newton", adică forța în fizica de astăzi este măsurată în „”.
Interesant: ce sens fizic are un coeficient G , pentru ceva care reduce rezultatul în 600 miliarde de ori? Nici unul! „Oamenii de știință” l-au numit „coeficient de proporționalitate”. Și l-au adus pentru potrivire dimensiune si rezultat sub cel mai dorit! Acesta este genul de știință pe care îl avem astăzi... Trebuie remarcat faptul că, pentru a deruta oamenii de știință și a ascunde contradicțiile, sistemele de măsurare s-au schimbat de mai multe ori în fizică - așa-numitele. "sisteme de unitati". Iată numele unora dintre ei, înlocuindu-se unul pe altul, deoarece a apărut nevoia de a crea următoarele deghizări: MTS, MKGSS, SGS, SI ...
Ar fi interesant să-l întreb pe tovarăș. Isaac: a cum a ghicit că există un proces natural de atragere a corpurilor unul către celălalt? Cum a ghicit că „Forța de atracție” este proporțională tocmai cu produsul maselor a două corpuri și nu cu suma sau diferența lor? Cum a înțeles cu atâta succes că această Forță este invers proporțională exact cu pătratul distanței dintre corpuri și nu cu puterea cubului, dublarii sau fracționării? Unde la tovarăș au apărut astfel de presupuneri inexplicabile acum 350 de ani? La urma urmei, el nu a efectuat niciun experiment în acest domeniu! Și, dacă crezi versiunea tradițională a istoriei, în acele vremuri nici conducătorii nu erau încă complet egali, dar aici o astfel de perspectivă inexplicabilă, pur și simplu fantastică! Unde?
da de nicăieri! Tov. Isaac nu știa nimic de acest fel și nici nu a investigat nimic de acest fel și nu s-a deschis. De ce? Pentru că, în realitate, procesul fizic" atracţie tel" unul altuia nu exista,și, în consecință, nu există nicio Lege care să descrie acest proces (acest lucru va fi dovedit convingător mai jos)! În realitate, tovarăşe Newton în indistinctul nostru, doar atribuite descoperirea legii „gravitației universale”, acordându-i simultan titlul de „unul dintre fondatorii fizicii clasice”; la fel cum i s-a atribuit la un moment dat Tovarășul. bene Franklin, care a avut 2 clase educaţie. În „Europa medievală”, acest lucru nu s-a întâmplat: a existat multă tensiune nu numai cu științe, ci pur și simplu cu viața ...
Dar, din fericire pentru noi, la sfârșitul secolului trecut, omul de știință rus Nikolai Levashov a scris mai multe cărți în care a dat „alfabet și gramatică” cunoștințe nedistorsionate; a restituit pământenilor paradigma științifică distrusă anterior, cu ajutorul căreia ușor de explicat aproape toate misterele „nerezolvabile” ale naturii pământești; a explicat fundamentele structurii Universului; a arătat în ce condiții de pe toate planetele pe care apar condiții necesare și suficiente, O viata- materie vie. El a explicat ce fel de materie poate fi considerată vie și ce sens fizic proces natural numit o viata". Apoi a explicat când și în ce condiții dobândește „materia vie”. Inteligența, adică își dă seama de existența – devine inteligent. Nikolai Viktorovici Levashov transmis oamenilor în cărțile și filmele sale foarte mult cunoștințe nedistorsionate. A explicat și ce "gravitatie", de unde vine, cum funcționează, care este sensul său fizic real. Cele mai multe acestea sunt scrise în cărți și. Și acum să ne ocupăm de „Legea gravitației universale”...
„Legea gravitației” este o farsă!
De ce critic atât de îndrăzneț și de încrezător fizica, „descoperirea” tovarășului. Isaac Newton și „marea” „Lege a gravitației universale” însăși? Da, pentru că această „Lege” este o ficțiune! Înşelăciune! Fictiune! O înșelătorie la nivel mondial pentru a duce știința pământească într-o fundătură! Aceeași înșelătorie cu aceleași scopuri ca și celebrul tovarăș „Teoria relativității”. Einstein.
Dovada de? Dacă vă rog, iată-le: foarte precise, stricte și convingătoare. Au fost descrise splendid de autorul O.Kh. Derevensky în minunatul său articol. Datorită faptului că articolul este destul de voluminos, voi oferi aici o versiune foarte scurtă a unora dintre dovezile pentru falsitatea „Legii gravitației universale”, iar cetățenii care sunt interesați de detalii vor citi ei înșiși restul .
1. În solarul nostru sistem numai planetele și Luna, satelitul Pământului, au gravitație. Sateliții celorlalte planete, și există mai mult de șase zeci dintre ei, nu au gravitație! Această informație este complet deschisă, dar nu este promovată de oameni „științifici”, deoarece este inexplicabilă din punctul de vedere al „științei” lor. Acestea. b despre Majoritatea obiectelor din sistemul nostru solar nu au gravitație - nu se atrag unul pe altul! Și aceasta respinge complet „Legea gravitației generale”.
2. Experiența Henry Cavendish prin atragerea de spate masive unul către celălalt este considerată o dovadă de nerefuzat a prezenței atracției între corpuri. Cu toate acestea, în ciuda simplității sale, această experiență nu este reprodusă în mod deschis nicăieri. Aparent, pentru că nu dă efectul pe care l-au anunțat cândva unii. Acestea. azi, cu posibilitatea unei verificări stricte, experiența nu arată nicio atracție între corpuri!
3. Lansarea unui satelit artificial pe orbită în jurul asteroidului. La mijlocul lunii februarie 2000 americanii au condus o sondă spațială APROAPE destul de aproape de asteroid Eros, a nivelat vitezele și a început să aștepte capturarea sondei de către gravitația lui Eros, adică. când satelitul este ușor atras de gravitația asteroidului.
Dar din anumite motive, prima întâlnire nu a mers. A doua și următoarele încercări de a se preda lui Eros au avut exact același efect: Eros nu a vrut să atragă sonda americană. APROAPE, iar fără lucru la motor, sonda nu a rămas lângă Eros . Această dată spațială s-a încheiat cu nimic. Acestea. nicio atractie intre sonda cu masa 805 kg și un asteroid cântărind peste 6 trilioane tone nu au putut fi găsite.
Aici este imposibil să nu remarcăm încăpățânarea inexplicabilă a americanilor de la NASA, pentru că omul de știință rus Nikolai Levashov, care locuia la acea vreme în Statele Unite, pe care atunci le considera o țară complet normală, a scris, tradus în engleză și publicat în 1994 anul celebrei sale cărți, în care a explicat tot ce trebuie să știe specialiștii de la NASA pentru a-și realiza sonda APROAPE nu a rămas ca o piesă de fier inutilă în spațiu, ci a adus măcar un anumit beneficiu societății. Dar, aparent, îngâmfarea exorbitantă le-a jucat un truc „oamenilor de știință” de acolo.
4. Următoarea încercare repetă experimentul erotic cu asteroidul japonez. Au ales un asteroid numit Itokawa și l-au trimis pe 9 mai 2003 an pentru el o sondă numită („Șoimul”). In septembrie 2005 an, sonda s-a apropiat de asteroid la o distanță de 20 km.
Ținând cont de experiența „americanilor proști”, japonezii deștepți și-au echipat sonda cu mai multe motoare și un sistem autonom de navigație cu rază scurtă de acțiune cu telemetru laser, astfel încât să se poată apropia de asteroid și să se deplaseze în jurul lui automat, fără participarea lui. operatori la sol. „Primul număr al acestui program a fost o cascadorie de comedie cu aterizarea unui mic robot de cercetare pe suprafața unui asteroid. Sonda a coborât la înălțimea calculată și a scăpat cu grijă robotul, care trebuia să cadă încet și lin la suprafață. Dar... nu a căzut. Încet și neted s-a lăsat purtat undeva departe de asteroid. Acolo a dispărut... Următorul număr al programului s-a dovedit a fi, din nou, un truc de comedie cu o scurtă aterizare a sondei la suprafață „pentru a lua o probă de sol”. A ieșit ca o comedie pentru că, pentru a asigura cele mai bune performanțe ale telemetrului laser, a fost aruncată pe suprafața asteroidului o minge marcatoare reflectorizante. Nici pe această minge nu erau motoare și... pe scurt, nu era nicio minge la locul potrivit... La fel a aterizat japonezul Sokol pe Itokawa și ce a făcut cu ea dacă s-a așezat, știința face nu știu... „Concluzie: miracolul japonez de la Hayabusa nu a fost capabil să descopere nicio atractieîntre masa sondei 510 kg și un asteroid cu masă 35 000 tone.
Separat, aș dori să observ că o explicație exhaustivă a naturii gravitației de către un om de știință rus Nikolai Levashov a dat în cartea sa, în care a publicat-o prima dată 2002 an - cu aproape un an și jumătate înainte de începerea „Șoimului” japonez. Și, în ciuda acestui fapt, „oamenii de știință” japonezi au mers exact pe urmele colegilor lor americani și și-au repetat cu atenție toate greșelile, inclusiv aterizarea. Iată o continuitate atât de interesantă a „gândirii științifice”...
5. De unde apar bufeurile? Un fenomen foarte interesant descris în literatură, ca să-l spunem ușor, nu este în întregime corect. „... Sunt manuale pe fizică, unde scrie ce ar trebui să fie - în conformitate cu „legea gravitației universale”. Există și manuale oceanografie, unde scrie ce sunt, maree, de fapt.
Dacă aici funcționează legea gravitației universale și apa oceanului este atrasă, inclusiv de Soare și Lună, atunci modelele „fizice” și „oceanografice” ale mareelor trebuie să coincidă. Deci se potrivesc sau nu? Se pare că a spune că nu se potrivesc înseamnă a nu spune nimic. Pentru că imaginile „fizice” și „oceanografice” nu au nicio relație nimic in comun... Imaginea reală a fenomenelor mareelor este atât de diferită de cea teoretică - atât calitativ, cât și cantitativ - încât pe baza unei astfel de teorii, mareele pot fi prezise imposibil. Da, nimeni nu încearcă să o facă. Nu nebun până la urmă. Ei fac asta: pentru fiecare port sau alt punct de interes, dinamica nivelului oceanului este modelată prin suma oscilațiilor cu amplitudini și faze care se găsesc pur. empiric. Și apoi extrapolează această sumă de fluctuații înainte - astfel încât să obțineți precalculele. Căpitanii navelor sunt fericiți - ei bine, bine! .. „Totul înseamnă că mareele noastre pământești sunt și ele nu asculta„Legea gravitației universale”.
Ce este cu adevărat gravitația
Natura reală a gravitației pentru prima dată în istoria modernă a fost descrisă clar de academicianul Nikolai Levashov într-o lucrare științifică fundamentală. Pentru ca cititorul să înțeleagă mai bine ce s-a scris despre gravitație, voi da o mică explicație preliminară.
Spațiul din jurul nostru nu este gol. Totul este complet plin de multe chestiuni diferite, pe care Academician N.V. Levashov numit "prima chestiune". Anterior, oamenii de știință au numit toată această revoltă a materiei "eter"și chiar a primit dovezi convingătoare ale existenței sale (celebrele experimente ale lui Dayton Miller, descrise în articolul lui Nikolai Levashov „Teoria universului și realitatea obiectivă”). „Oamenii de știință” moderni au mers mult mai departe și acum ei "eter" numit "materie întunecată". Progres enorm! Unele chestiuni din „eter” interacționează între ele într-o măsură sau alta, altele nu. Și o anumită materie primară începe să interacționeze între ele, căzând în condiții externe modificate în anumite curburi ale spațiului (eterogeneități).
Curbura spațiului apare ca urmare a diferitelor explozii, inclusiv „explozii de supernovă”. « Când o supernovă explodează, au loc fluctuații în dimensionalitatea spațiului, similar valurilor care apar la suprafața apei după aruncarea unei pietre. Masele de materie ejectate în timpul exploziei umplu aceste neomogenități în dimensionalitatea spațiului din jurul stelei. Din aceste mase de materie, planetele (și) încep să se formeze...”
Acestea. planetele nu sunt formate din resturile spațiale, așa cum susțin „oamenii de știință” moderni din anumite motive, ci sunt sintetizate din materia stelelor și alte materii primare care încep să interacționeze între ele în neomogenități adecvate ale spațiului și formează așa-numitele. „materie hibridă”. Din aceste „materie hibride” se formează planetele și orice altceva din spațiul nostru. planeta noastră, la fel ca restul planetelor, nu este doar o „bucată de piatră”, ci un sistem foarte complex format din mai multe sfere imbricate una în alta (vezi). Cea mai densă sferă se numește „nivel dens din punct de vedere fizic” - asta este ceea ce vedem, așa-numitul. lume fizică. Al doilea din punct de vedere al densității, o sferă puțin mai mare este așa-numita. „nivelul material eteric” al planetei. Al treilea sferă – „nivel material astral”. al 4-lea sfera este „primul nivel mental” al planetei. a cincea sfera este „al doilea nivel mental” al planetei. Și şaselea sfera este „al treilea nivel mental” al planetei.
Planeta noastră ar trebui considerată doar ca totalitatea acestor șase sfere– șase niveluri materiale ale planetei cuibărite una în alta. Numai în acest caz este posibil să obțineți o imagine completă a structurii și proprietăților planetei și a proceselor care au loc în natură. Faptul că nu suntem încă capabili să observăm procesele care au loc în afara sferei dense din punct de vedere fizic a planetei noastre nu indică faptul că „nu există nimic acolo”, ci doar că în prezent organele noastre de simț nu sunt adaptate de natură în aceste scopuri. Și încă ceva: Universul nostru, planeta noastră Pământ și orice altceva din Universul nostru este format Șapte diverse tipuri de materie primară s-au contopit în şase materiale hibride. Și nu este nici divin, nici unic. Aceasta este doar o structură calitativă a Universului nostru, datorită proprietăților eterogenității în care s-a format.
Să continuăm: planetele se formează prin contopirea materiei primare corespunzătoare în zonele neomogenităților spațiale care au proprietăți și calități potrivite pentru aceasta. Dar în acestea, ca și în toate celelalte regiuni ale spațiului, un număr mare de materie primară(forme libere de materie) de diferite tipuri, care nu interacționează sau interacționează foarte slab cu materii hibride. Intrând în zona eterogenității, multe dintre aceste chestiuni primare sunt afectate de această eterogenitate și se grăbesc spre centrul său, în conformitate cu gradientul (diferența) spațiului. Și, dacă o planetă s-a format deja în centrul acestei eterogenități, atunci materia primară, îndreptându-se spre centrul eterogenității (și centrul planetei), creează curgere direcțională, care creează așa-numitul. câmp gravitațional. Și, în consecință, sub gravitatie tu și cu mine trebuie să înțelegem impactul fluxului direcționat al materiei primare asupra a tot ceea ce este în cale. Adică, pentru a spune simplu, gravitația este presiune obiecte materiale la suprafața planetei prin fluxul de materie primară.
Nu-i asa, realitate este foarte diferită de legea fictivă a „atracției reciproce”, care se presupune că există peste tot fără un motiv clar. Realitatea este mult mai interesantă, mult mai complexă și mult mai simplă în același timp. Prin urmare, fizica proceselor naturale reale este mult mai ușor de înțeles decât a celor fictive. Iar folosirea cunoștințelor reale duce la descoperiri reale și la utilizarea eficientă a acestor descoperiri, și nu la supt din deget.
anti gravitație
Ca exemplu de științific de astăzi blasfemie putem analiza pe scurt explicația „oamenii de știință” a faptului că „razele de lumină sunt îndoite lângă mase mari”, și prin urmare putem vedea că ne este închisă de stele și planete.
Într-adevăr, putem observa obiecte din Cosmos care ne sunt ascunse de alte obiecte, dar acest fenomen nu are nicio legătură cu masele de obiecte, deoarece fenomenul „universal” nu există, adică. fără stele, fără planete NU să nu atragă raze către ei înșiși și să nu-și îndoaie traiectoria! Atunci de ce sunt „curbate”? Există un răspuns foarte simplu și convingător la această întrebare: razele nu sunt îndoite! Ei doar nu vă răspândiți în linie dreaptă, așa cum suntem obișnuiți să înțelegem, și în conformitate cu formă de spațiu. Dacă luăm în considerare un fascicul care trece în apropierea unui corp cosmic mare, atunci trebuie să ținem cont de faptul că fasciculul se învârte în jurul acestui corp, deoarece este forțat să urmeze curbura spațiului, ca de-a lungul unui drum de forma corespunzătoare. Și pur și simplu nu există altă cale pentru fascicul. Fasciculul nu se poate abține să nu ocolească acest corp, pentru că spațiul din această zonă are o formă atât de curbată... Mic în ceea ce s-a spus.
Acum, revenind la anti gravitație, devine clar de ce Omenirea nu poate prinde niciodată această „antigravitație” urâtă sau să realizeze măcar ceva din ceea ce ne arată la televizor funcționarii inteligenți ai fabricii de vise. Suntem în mod special forțați de mai bine de o sută de ani, motoarele cu ardere internă sau motoare cu reacție sunt folosite aproape peste tot, deși sunt foarte departe de a fi perfecte atât din punct de vedere al principiului de funcționare, cât și ca proiectare, cât și ca eficiență. Suntem în mod special forțați mine folosind diverse generatoare de dimensiuni ciclopice, iar apoi transmit această energie prin fire, unde b despre cea mai mare parte este împrăștiată in spatiu! Suntem în mod special forțați trăim viața unor ființe nerezonabile, așa că nu avem de ce să fim surprinși că nu putem face nimic sensibil nici în știință, nici în tehnologie, nici în economie, nici în medicină, nici în organizarea unei vieți decente pentru societate.
Vă voi oferi acum câteva exemple despre crearea și utilizarea antigravitației (alias levitația) în viața noastră. Dar aceste moduri de a realiza antigravitația sunt cel mai probabil descoperite întâmplător. Și pentru a crea în mod conștient un dispozitiv cu adevărat util care implementează antigravitația, trebuie stiu natura reală a fenomenului gravitației, explora ea, analizează și a intelege toată esența ei! Numai atunci poate fi creat ceva sensibil, eficient și cu adevărat util societății.
Cel mai comun dispozitiv anti-gravitație pe care îl avem este balonși multe dintre variațiile sale. Dacă este umplut cu aer cald sau cu un gaz care este mai ușor decât amestecul de gaz atmosferic, atunci mingea va tinde să zboare în sus și să nu cadă. Acest efect este cunoscut oamenilor de foarte mult timp, dar totuși nu are o explicație completă- una care nu ar mai da naștere la noi întrebări.
O scurtă căutare pe YouTube a dus la descoperirea unui număr mare de videoclipuri care demonstrează exemple foarte reale de antigravitație. Voi enumera câteva dintre ele aici, astfel încât să puteți fi siguri că antigravitația ( levitație) chiar există, dar ... până acum niciunul dintre „oameni de știință” nu a explicat-o, aparent, mândria nu permite...
În 1665-1666, ciuma a făcut ravagii în Londra, iar Newton a petrecut mult timp la o fermă din Woolsthorpe. Avea doar 24 de ani, dar istoricii cred că în acest moment Newton s-a gândit la cauzele gravitației și, în consecință, la mișcările planetelor și a sateliților acestora. Aceste gânduri l-au determinat să creeze marea lege a gravitației universale...
Legea gravitației universale este cunoscută de fiecare școlar de astăzi. Toată lumea știe anecdota despre mărul căzut, care se presupune că a fost motivul descoperirii marii legi.
Dar cum să conectezi căderea unui măr cu gravitația universală? ..
Povestea cu mere are un anumit grad de credibilitate. Un contemporan al lui Newton Stekel scria la sfârșitul vieții sale: „Vremea era caldă după-amiaza; am intrat în grădină și am băut ceai la umbra mai multor meri; eram doar noi doi. Apropo, Sir Isaac mi-a spus că se afla exact în aceeași situație atunci când i-a apărut prima dată ideea de gravitație. A fost cauzată de căderea unui măr în timp ce el stătea adânc în gânduri. De ce un măr cade mereu vertical, se gândi el, de ce nu în lateral, ci mereu spre centrul Pământului? Trebuie să existe o forță atractivă în materie, concentrată în centrul Pământului. Dacă această materie trage altă materie, atunci trebuie să existe o proporționalitate cu cantitatea sa. Prin urmare, trebuie să existe o forță, precum cea pe care o numim gravitație, care se extinde în tot universul...”
„Această poveste era cunoscută de puțini oameni”, scrie academicianul Vavilov, „dar întreaga lume a aflat o repovestire a lui Voltaire, care auzise despre acest incident de la nepoata lui Newton”, asemănătoare cu o anecdotă. Anecdota lui Voltaire a fost un succes. Și la scurt timp după moartea lui Newton, moștenitori întreprinzători au început să arate mărul, care a fost, ca să spunem așa, cauza principală a descoperirii marii legi.
Și acum, înainte de a încerca să privim cu un ochi laboratorul de creație al marelui om de știință, să ne amintim formularea modernă a legii gravitației universale: „Orice două corpuri sunt atrase unul de celălalt cu o forță direct proporțională cu produsul masele lor și invers proporționale cu pătratul distanței dintre ele.” În limbajul matematicii, același lucru poate fi scris mult mai scurt F ~ M 1 M 2 /r², unde F- forta gravitatiei, M 1 și M 2 - mase de corpuri atrase, r² este pătratul distanței dintre masele gravitatoare. Dacă introducem un factor de proporţionalitate k, atunci formula va lua o formă foarte familiară: F = k(M 1M 2 /r²). Am văzut-o așa de multe ori în manuale. Totul pare atât de simplu, nu? Dar asta doar atunci când legea a fost deja descoperită, când toată lumea este obișnuită cu ea, dacă gândul nu se încadrează în capul nimănui că a fost o vreme când oamenii nu cunoșteau o regulă atât de simplă și minunată. Cu toate acestea, nicio teorie nu este construită în vid. După această frază, ne aflăm chiar în pragul laboratorului de creație. Despre ce știa Newton, reflectând asupra interconexiunii corpurilor cerești? Și ce s-a făcut în această direcție înaintea lui?
Îți amintești de „legislatorul cerului” Johannes Kepler? Trei dintre legile sale au făcut o revoluție în vederile Universului, forțate să abandoneze ideea obișnuită a orbitelor planetare ca cercuri regulate, au distrus ideea sferelor planetare. Legile lui Kepler au descris simplu și precis mișcările corpurilor cerești, dar... în aceste legi, autorul nu a spus niciun cuvânt despre motivele unei astfel de mișcări. Între timp, gândurile oamenilor de știință din secolul al XVII-lea s-au îndreptat din ce în ce mai des către următoarea întrebare: ce fel de forță acționează asupra planetelor, le face să îndepărteze calea rectilinie liberă și să se deplaseze de-a lungul elipselor în jurul Soarelui? Care este motivul acestei puteri? Care este natura lui?
Kepler însuși a căutat cauza principală în Soare. Forțele emanate de puternicul luminar, în opinia sa, ar fi trebuit să împingă planetele. Astronomul nu s-a gândit la natura acestei „forțe solare”. Încă din vremea filosofilor antici, cerul era considerat o lume străină de Pământ, iar legile lui nu aveau nicio legătură cu cele pământești. Prin urmare, nu era nimic de gândit despre natura lor. Dumnezeu a domnit pe cer! Abia după ce Galileo a descoperit legea inerției, care a unit mișcarea corpurilor în spațiul mondial și pe suprafața pământului, punctul de vedere antic s-a dovedit a fi insuportabil. Oamenii au văzut că fenomenele pământești și cerești se supun acelorași reguli. Dar nu însemna asta că natura lor era una și aceeași? Din această presupunere, se sugerează o concluzie și mai îndrăzneață: este lumea cerului atât de diferită de lumea Pământului? Și aceasta semăna deja foarte mult cu o încălcare indirectă a autorității lui Dumnezeu.
Pentru a susține ideea unității lumii, a fost necesar să se vină cu un mecanism de acțiune a forțelor cerești, similar cu un fel de fenomen de pe Pământ. Și astfel naturalistul și filozoful francez Rene Descartes (1596-1650) propune o ipoteză despre existența vârtejurilor în eterul mondial. La fel de familiare tuturor vârtejelor de pe Pământ antrenează praf și frunze uscate în mișcarea lor, vârtejurile eterice puternice implică corpurile cerești în mișcarea lor. Ipoteza lui Descartes a oferit o imagine foarte clară și a fost foarte populară la vremea sa. Dar nici măcar în ea nu s-a spus niciun cuvânt despre ce fel de forță a fost - vârtej, și atât. Adevărat, mulți au ghicit că rolul principal aici ar trebui să fie jucat de forțele de atracție. A existat o ipoteză foarte curioasă a naturalistului italian Giovanni Borelli (1608-1679). La un moment dat a studiat mișcarea sateliților lui Jupiter și a ajuns la concluzia că mișcarea corpurilor cerești se explică prin interacțiunea a două forțe: una - îndreptată spre centrul de rotație, iar cealaltă - din centru. Să presupunem, a argumentat Borelli, că planeta se află la o asemenea distanță de Soare și se mișcă cu o astfel de viteză încât tendința de la centru (azi o numim „forță centrifugă”) este mai mică decât forța de atracție. Apoi planeta va începe să se apropie de luminare într-o spirală până când ambele forțe sunt echilibrate. Dar prin inerție, descoperită de Galileo, planeta a alunecat pe orbita neutră și s-a apropiat de Soare mai aproape decât ar trebui. Atunci viteza de mișcare păstrată va forța forța centrifugă să depășească atracția. Și planeta va începe din nou să se îndepărteze de stea într-o spirală...
Nu există o singură linie de demonstrație matematică în conjectura lui Borelli. Pur și simplu presupune existența unei forțe de atracție și din aceasta deduce logic mișcarea curbilinie a planetei.
Newton știa despre această ipoteză. Dar lipsa matematicii, lipsa analizei cantitative nu l-au multumit. „Nu inventez ipoteze”, îi plăcea să repete omului de știință englez. El a formulat doar pe scurt rezultatele acțiunii observate. Și aceste formulări, derivate cu ajutorul logicii și calculelor matematice, au devenit legi.
Lucrând la chestiuni legate de gravitație, Newton a acordat multă atenție teoriei mișcării lunii. Aceasta este o problemă matematică foarte complexă, care trebuia mai întâi rezolvată în principiu. „Ce împiedică Luna să cadă pe Pământ și ce forță o conduce pe orbită?” Omul de știință s-a gândit din greu și în cele din urmă și-a dat seama că nu este nevoie de forță pentru a mișca corpul în gol. La urma urmei, aceasta este exact ceea ce decurge din prima lege a mișcării a lui Galileo. Dacă nicio forță nu acționează asupra corpului, atunci acesta continuă să se miște în linie dreaptă cu o viteză constantă. Adevărat, legea se referă la mișcarea rectilinie. Luna și planetele se mișcă pe o cale curbă. Aceasta înseamnă că forța este necesară nu pentru ca planetele să se miște deloc, ci doar pentru a îndoi traiectoria mișcării lor! Ce este această putere? De unde a venit și cu ce este egal? De ce să nu încercați să aplicați a doua lege a mișcării zborului pe orbită: forța este proporțională cu produsul dintre masă și accelerație? Orbita Lunii și a altor planete este aproape un cerc. Accelerația mișcării uniforme de-a lungul unui cerc este întotdeauna îndreptată spre centru de-a lungul razei și este egală cu pătratul vitezei împărțit la această rază ( v²/ R). Atunci forța trebuie să aibă și o direcție de-a lungul razei spre centrul orbitei. Adică, Luna în mișcarea sa în jurul Pământului trebuie să experimenteze în mod constant o accelerare către planeta noastră. Cu alte cuvinte, mișcându-se liber, rectiliniu în spațiu, Luna cade tot timpul sub influența unei anumite forțe pe Pământ. Cade, dar nu poate cădea. Pentru că în fiecare moment următor, căzând dintr-o cale dreaptă, zboară atât de departe încât ajunge pe orbită din nou și din nou. Așa cum se arată în imagine. De unde vine această putere? Aici a venit rândul mărului.
Dacă Pământul atrage un măr, făcându-l să cadă la suprafața planetei, atunci de ce este Luna mai rea decât un măr? Și Newton a sugerat că gravitația sau - mai frecvent - greutatea Lunii a fost cea care o menține pe orbită, nu îi permite să zboare în spațiu. În plus, cursul raționamentului său a mers aproximativ în următoarea direcție: dacă Luna ar fi, ca un măr, foarte aproape de suprafața Pământului, accelerația sa în cădere liberă ar fi aceeași cu cea a unui măr. Adică aproximativ 9,81 Domnișoară². Dar luna este mai departe. Ce accelerație ar trebui să aibă pe orbită? .. Aici a fost necesar să se calculeze! Dar calculele precise au necesitat și informații exacte despre orbita Lunii, despre perioada revoluției sale... Newton nu s-a angajat în observații. A trebuit să fac cereri astronomului regal Flamsteed, care tocmai în acel moment observa cu scrupulozitate mișcarea satelitului nostru. Cu toate acestea, încăpățânatul și biliosul astronom Royal nu avea nicio intenție să-și satisfacă „capriciile domnului Newton”, așa cum s-a exprimat în mod repetat. Acest lucru a dus la complicații și dispute neplăcute. Lui Newton nu-i plăceau controversele. Cu toate acestea, literalmente, niciunul dintre pașii lui științifici independenți nu s-ar putea lipsi de discuție.
Întrebările legate de legătura dintre gravitație și legile lui Kepler au fost în centrul atenției întregii comunități științifice din acea vreme și au stârnit o atitudine foarte geloasă din partea multor domni.
Odată, astronomul Halley s-a întâlnit într-o cafenea din Londra cu arhitectul Wren - constructorul celebrei Catedrale Sf. Paul din Londra - și Robert Hooke, un fizician, matematician, experimentator și teoretician, care a fost pentru totdeauna copleșit de mii de idei și nu a adus niciunul dintre ei până la capăt. Conversația s-a îndreptat către știință, către probleme științifice. S-a dovedit că toți trei au dedicat mult timp și energie aceleiași sarcini - pentru a demonstra că sub influența gravitației, care scade invers cu pătratul distanțelor, mișcarea corpurilor cerești trebuie efectuată pe orbite eliptice. Dar nimeni nu se putea lăuda cu succes. Apoi Ren, cel mai bogat dintre cei trei, într-un mod pur englezesc, s-a oferit să plătească un bonus la un pariu celui care a rezolvat problema.
Odată, mergând la Newton, Halley i-a povestit despre o dispută și un pariu făcut într-o cafenea. Și când, după ceva timp, întâmplarea l-a adus din nou pe tânărul astronom la Cambridge, Newton l-a informat că soluția problemei era în mâinile lui. Și exact o lună mai târziu, Halley a primit de la Newton un manuscris al unui scurt memoriu care explica soluția. La cererea lui Newton, acest memoriu nu a fost publicat în Journal of the Royal Society, dar a fost înregistrat în cazul unor dispute privind prioritatea.
Desigur, nu putem recupera toate detaliile căii logice complexe prin care Newton a ajuns la legea gravitației universale. Dar dacă îți place matematica, atunci poți încerca să-ți dai seama singur în cursul raționamentului final al marelui fizician. Pentru a face acest lucru, să rezumăm pe scurt ceea ce se știa.
1. Newton cunoștea distanța aproximativă de la Pământ la Lună - șaizeci de raze ale Pământului.
2. A cunoscut și accelerația căderii libere a unui corp lângă suprafața Pământului - 9,81 Domnișoară².
3. Cunoștea și minunatele legi ale lui Kepler și Galileo.
4. În sfârșit, în aer era ideea că gravitația dintre două corpuri cerești ar trebui să fie invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele.
Cu greu este posibil să urmărim cu exactitate calea pe care gândul unui geniu se străduiește să-și atingă scopul. Dar să încercăm să derivăm legea gravitației universale, folosind doar datele cunoscute de Newton.
Deci, în primul rând, o presupunere, pentru a simplifica calculele. Vă amintiți că Kepler a demonstrat că orbitele planetelor sunt elipse. Dar elipse cu excentricități foarte ușoare. Prin urmare, de dragul simplității, le vom lua ca cercuri cu Soarele situat exact în centru. Și luați în considerare mișcarea unei planete care face o revoluție pe o orbită circulară.
În primul rând, să ne amintim câteva formule dintr-un curs de fizică: viteza de mișcare V direct proporțional cu distanța și invers proporțional cu timpul de mișcare: V = S/T. Iată calea planetei S(orbita sa) este egală cu circumferința S= 2π R. Și timpul mișcării T este timpul unei revoluții (sau perioada de revoluție). R este raza-distanța de la planetă la Soare. Înlocuind denumirile introduse, vom obține viteza planetei pe orbită sub forma unei formule: V= 2π R/T.
Acum să găsim accelerația pe care o experimentează planeta noastră când se mișcă pe o orbită circulară: A= 2π V/T.
Combinând ultimele două ecuații, obținem formula accelerației sub forma: A= 4π² R/T².
Atunci poți trece la sarcina principală - să cauți o expresie pentru putere F, care creează accelerația pe care am găsit-o A.
Conform legii derivate de însuși Newton, forța este egală cu produsul accelerației corpului cu masa acestuia. m 1 ; F = A· m unu . Înlocuind în această formulă expresia pentru accelerația obținută, obținem: F= (4π² R/T²) · m unu . Pentru a elimina perioada din ecuație și a exprima forța doar în termeni de masă și distanță, Newton a folosit a treia lege a lui Kepler, care spune că pătratele timpilor de revoluție ai planetelor din jurul Soarelui sunt legate ca cuburi ale distanțelor lor medii față de soarele. Care în limbajul matematicii este: R 1 3 /R 2 3 = T 1 2 /T 2 2 . Din această lege este ușor de înțeles că raportul dintre cubul distanței și pătratul perioadei de revoluție este o valoare constantă. Să o notăm k, apoi: R 1 3 /T 1 2 = k, sau T² = R 1 3 /k. Expresie T² substituim în ecuație forța de atracție: F= 4π² k(m 1 /R 12)). Am obținut expresia matematică a legii inversului pătratului. Dar aceasta nu este încă legea gravitației universale. Încă trebuie să decideți care este multiplicatorul k.
A treia lege a lui Kepler arată că valoarea acestui factor este aceeași pentru orice planetă care orbitează Soarele. Aceasta înseamnă că acest coeficient poate depinde doar de Soare ca corp central al sistemului. Apoi forța de atracție dintre Soare și planeta noastră cu masă m 1 poate fi exprimat prin aceeași ecuație, dar cu coeficientul solar k⊙:F = (4π² k⊙/R 12)· m 1 .
Newton a fost primul care a sugerat că cantitatea 4π² k⊙ este proporțională cu masa Soarelui, să spunem: 4π² k⊙ = gm⊙, unde m⊙ este masa Soarelui și G- coeficient de proporţionalitate.
Astfel, ecuația de atracție reciprocă dintre Soare și planeta pe care am ales-o va arăta astfel: F 1 = G((m⊙· m 1)/R 12). În mod similar pentru Soare și Pământ: F 2 = G((m⊙· m⊕)/R ⊕ 2).
Dar care este diferența, de exemplu, între sistemul Soare-Pământ și sistemul Pământ-Lună? Practic nimic. Același corp central în jurul căruia se învârte un alt corp ceresc. Aceasta înseamnă că ecuația derivată mai devreme trebuie să fie adevărată și pentru sistemul Pământ-Lună.
Numai masele și distanțele trebuie să fie înlocuite cu altele...
În cele din urmă, a sosit momentul să trecem la legea gravitației universale și să o scriem într-o formă generală pentru oricare două corpuri din Univers: F = G((m unu · m 2)/R 2).
Aproximativ acesta este calea care trebuia făcută doar formal pentru a formula cea mai mare lege fundamentală a naturii, având la îndemână formule gata făcute și cunoscând exact direcția.
Cunoscând distanța de la Pământ la Lună și accelerația gravitației pe suprafața planetei noastre, Newton a găsit accelerația Lunii. Comparând-o cu observațiile exacte ale lui Flamsteed, s-a convins că rezultatul său era foarte aproape de adevăr.
La un an de la apariția cărții de memorii „On Motion”, în mare parte datorită persuasiunii și convingerii lui Halley, a apărut mai întâi un manuscris, iar apoi prima carte a manuscrisului, numită de Newton „Principii matematice ale filosofiei naturale”.
Sir Isaac a găsit minereul pe care l-am dezgropat, remarcă Flamsteed veninos, deși nu lipsit de amărăciune.
Dacă a săpat minereu, atunci am făcut din el un inel de aur ”, a replicat Newton, căruia, în ciuda antipatiei pentru dispute, îi plăcea și mai puțin când se vorbea despre munca sa fără respectul cuvenit și ultimul cuvânt din discuție a rămas cu oponentul.
Principia lui Newton a fost o carte uimitoare. „Pentru caracterul său persuasiv în argumentare, susținută de dovezi fizice, această carte este de neegalat în întreaga istorie a științei”, scrie John Bernal. „În termeni matematici, poate fi comparat doar cu Elementele lui Euclid și în ceea ce privește profunzimea analizei fizice și influența asupra ideilor din acea vreme, doar cu Originea speciilor a lui Darwin.”
Concluzia decisivă că forța care face corpurile să cadă pe Pământ și forța care face ca Luna să se învârtească în jurul planetei noastre este aceeași a avut o mare semnificație filozofică.
Cele trei legi de bază ale mecanicii și legea gravitației universale s-au dovedit a fi universale pentru Pământ și pentru cer. Aceasta a subliniat încă o dată unitatea lumii, care a fost odată împărțită de filozofi în două părți incompatibile - pământească și cerească.
Principiile lui Newton fără condiții suplimentare, ipoteze și presupuneri explicau mișcările corpurilor în spațiu și pe Pământ. Cu toate acestea, teoria gravitației universale nu a câștigat imediat recunoașterea universală. În Franța și chiar în Anglia, multă vreme s-au folosit manuale bazate pe opiniile lui Descartes.
În concluzie, putem spune că Luna a fost mai degrabă decât faimosul măr care a determinat gândirea lui Newton de a crea o teorie a gravitației. Dar numai „împins”, pentru că numai teoria mișcării lunii nu putea da legea gravitației universale. Nu ar fi suficient de convingător. A fost necesar să se extindă legea derivată la alte corpuri cerești. Dar pentru aceasta a fost necesar să se demonstreze că aceeași forță menține planetele pe orbitele lor. Pe baza ipotezei atracției universale, Newton a derivat matematic riguros legile lui Kepler și a confirmat imaginea armonioasă a universului kepleriană. De acum înainte, planetele și sateliții lor, chiar și rari oaspeți – „vestitorii groazei” – cometele, au respectat aceleași legi. De acum înainte, toate corpurile cerești s-au mișcat după o singură schemă rațională.
De acord, dragă cititor, că este imposibil să ceri mai mult de la o persoană, chiar și de la Newton.
Cercetând mișcarea Lunii, a ajuns la concluzia că nu numai gravitația pământului acționează asupra ei. Multe forțe l-au deviat de la calea mișcării circulare uniforme. Deci, în timpul lunii noi, satelitul nostru este mai aproape de Soare la o distanță de diametrul orbitei decât în timpul lunii pline. Aceasta înseamnă că forța de atracție solară se schimbă, iar acest lucru duce la încetinirea și accelerarea mișcării lunii în timpul lunii. În plus, Pământul este mai aproape de Soare iarna decât vara. Acest lucru afectează și viteza lunii, dar cu o perioadă de un an.
O schimbare a atracției solare modifică elipticitatea orbitei lunii, deviând planul său, făcând-o să se rotească încet.
Este extrem de dificil să dezvoltăm o teorie a mișcării Lunii în totalitate, în toate detaliile, adică să calculăm traiectoria satelitului nostru, ținând cont de atracția nu numai a Pământului, ci și a Soarelui. Aceasta este celebra din istoria astronomiei „problema celor trei corpuri”... O problemă care a jucat un rol uriaș în dezvoltarea și formarea „astronomiei gravitaționale” teoretice, care s-a transformat într-o ramură largă a științei numită „mecanica cerească”. ".
Kepler a reușit să descopere minunatele sale legi ale mișcării planetare doar pentru că masa Soarelui este de multe ori mai mare decât masa tuturor planetelor (de aproximativ 750 de ori). Prin urmare, influența planetelor una asupra celeilalte este incomparabil mai mică decât influența luminii centrale. De fapt, în prima aproximare, este posibil să luăm în considerare mișcarea fiecărei planete fără a acorda atenție existenței altor membri ai familiei solare. Doar planeta și Soarele, și atunci este o „problemă cu două corpuri”, a cărei soluție este relativ simplă.
Cuvântul „relativ” nu este întâmplător aici, pentru că probabil vă amintiți că Kepler, după ce a rezolvat problema practic, nu a putut explica de ce corpurile cerești se mișcă pe orbite eliptice. Newton a reenunțat clar condițiile „problemei celor două corpuri” și a rezolvat-o foarte grațios. El a demonstrat că „sub acțiunea forței de gravitație reciprocă, care variază invers cu pătratul distanței, un corp va descrie secțiuni conice în jurul celuilalt – o elipsă, o parabolă sau o hiperbolă, în funcție de viteza inițială”.
Soluția lui Newton este aproximativă. Merită să adăugați influența unui al treilea corp la condiții, deoarece sarcina devine incredibil de complicată. Newton a fost primul care a înțeles acest lucru și lui îi aparține onoarea de a formula „problema celor trei corpuri”. Cu toate acestea, nici măcar el nu a putut să o rezolve.
Mulți oameni au preluat-o în viitor, dar abia în 1912, matematicianul finlandez Sundman a reușit să obțină prima soluție la „problema celor trei corpuri” sub forma așa-numitei serii infinite. Din păcate, această soluție teoretică complicată nu oferă aproape nimic în practică. Între timp, astăzi, în epoca dezvoltării astronauticii, „problema celor trei corpuri” are o importanță deosebită. Și, judecând după succesul zborurilor stațiilor interplanetare automate sovietice, înțelegeți că se rezolvă și se rezolvă destul de bine. Dar acest lucru se realizează cu mare dificultate și numai cu ajutorul unor asistenți umani atât de minunati precum mașinile electronice de calcul.
Newton a rezolvat și o altă problemă extrem de interesantă. A comparat forța de atracție a unor corpuri de către altele cu forța de atracție a Lunii de către Pământ și a aflat, de exemplu, de câte ori Soarele sau Jupiter este mai greu decât Pământul. El a estimat masele Soarelui și toate planetele cunoscute de el și sateliții lor în unități din masa planetei noastre! Aceasta a fost o realizare remarcabilă a unui om de știință strălucit.
Nu toate ideile lui Newton au primit recunoaștere necondiționată. O dispută interesantă care a apărut între astronomii englezi și francezi cu privire la forma Pământului. A început cu faptul că în 1671 o expediție astronomică franceză a mers la ecuator pentru a observa stelele pe un cer întunecat, fără nori. Dar gloria expediției a fost adusă de o altă descoperire, complet întâmplătoare. Pentru a măsura timpul în timpul observațiilor, astronomul Richet, unul dintre membrii expediției, a luat cu el un ceas cu pendul din Franța. Ajuns în Cayenne, Richet a observat că ceasul a început să scadă cu două minute în urmă cu o zi. A trebuit să scurtez pendulul. Cu toate acestea, la întoarcerea la Paris, ceasul „a alergat”, înaintea ora adevărată din nou cu două minute. Richet s-a gândit la asta și a ajuns la concluzia că la ecuator forța centrifugă reduce gravitația.
Newton nu putea fi de acord cu o astfel de afirmație. Cunoscând raza Pământului și viteza de rotație a acestuia, forța centrifugă este dificil de calculat. S-a dovedit a fi mult mai mic decât era necesar pentru a explica experimentul cu pendulul.
Luând în considerare această întrebare, Newton a efectuat un experiment de gândire. „Să presupunem”, își spuse el, „că avem doi arbori. Unul - de la pol la centrul Pământului, celălalt - de la ecuator la centru. Să umplem ambele puțuri cu apă. Cu toate acestea, deoarece Pământul se rotește, există și o forță centripetă la ecuator. Aceasta înseamnă că greutatea apei în mina ecuatorială trebuie să fie mai mare decât în cea polară. Și asta înseamnă că ar trebui să fie mai multă apă acolo. Dar dacă ambele mine sunt de la suprafață spre centru, atunci raza Pământului de-a lungul ecuatorului trebuie să fie mai mare decât raza polară. Newton a calculat diferența și a făcut aproximativ 24 de kilometri. Acest lucru l-a condus la ideea că odată, în zorii originii sale, Pământul era plastic. Ca urmare a rotației, corpul ei s-a turtit...
Aproximativ în același timp, astronomii francezi au întreprins o măsurătoare a arcului meridianului. Expedițiile au lucrat la diferite latitudini și ca urmare au ajuns la concluzia că Pământul nu este turtit la poli, ci, dimpotrivă, este alungit. Francezii, în general, nu au recunoscut părerile lui Newton o perioadă destul de lungă de timp, preferând filosofia compatriotului lor Descartes. În cele din urmă, diferențele de opinie au ajuns până acolo încât au stârnit ridicolul duhovnicului Voltaire. Iată ce a scris el în 1730 în Letters from London on English:
„Un francez care pleacă la Londra constată că totul s-a schimbat complet în filozofie – la fel ca în orice altceva. Acolo a lăsat o lume plină, aici a găsit-o goală. La Paris ai văzut Universul plin de vârtejuri circulare din cea mai fină materie, la Londra nu vezi nimic din toate astea. Pentru francezi, presiunea Lunii face ca mareele să se ridice pe mare; pentru englezi, marea este atrasă de Lună...
În plus, puteți observa că Soarele, care în Franța nu intervine în această chestiune, aici își aduce a patra parte în el. La cartezieni, totul se întâmplă datorită presiunii, care este însă ea însăși de neînțeles. Cu Monsieur Newton, totul se întâmplă din cauza atracției, a cărei cauză nu este mai bine cunoscută. La Paris, pământul are forma unui pepene galben, la Londra, este turtit la poli.
Totuși, acest sarcasm nu l-a împiedicat pe Voltaire în eseul său special „Elementele filosofiei lui Newton” să povestească cu brio despre esența teoriei lui Newton și să devină un propagandist înfocat al ideilor lui Newton în țara sa natală.
Pentru a rezolva disputele legate de forma planetei noastre, au fost necesare noi studii și măsurători atente ale Pământului. Academia Franceză a echipat două expediții noi. Unul - în Peru, celălalt - în Laponia. Rezultatele muncii lor au confirmat corectitudinea lui Newton.
Cu ajutorul aceluiași raționament, Newton a dovedit și neclaritatea lui Jupiter. Mai mult, deoarece planeta gigantică se rotește mai repede decât Pământul, trebuie să fie comprimată și la poli mai puternic.
Au trecut doar patru ani de la publicarea „Principiilor” - iar această afirmație a lui Newton a fost confirmată de observație...
Newton s-a ocupat și de problema „lunilor mici”.
Să facem un alt experiment de gândire. Vom instala un tun pe vârful muntelui și vom începe să tragem din el, trimițând obuze paralele cu suprafața pământului. Dacă încărcarea este mică, proiectilul zboară încet și cade, după cum ni se pare, la suprafață de-a lungul unei parabole, al cărei focus este aproape de vârful muntelui. De fapt, traiectoria căderii proiectilului este o elipsă, al cărei focar se află în centrul Pământului. Este foarte dificil să distingem între o parabolă și o elipsă într-o secțiune mică a traiectoriei.
Dacă măriți încărcătura și dați proiectilului o viteză mai mare, acesta va zbura în jurul Pământului pe o orbită circulară, ca și Luna, devenind un satelit al planetei noastre. Dacă viteza de zbor inițială crește din ce în ce mai mult, traiectoria proiectilului va fi secvenţial mai întâi o elipsă, cu cel mai apropiat focar în centrul Pământului, apoi o parabolă gigantică și în final o hiperbolă. În acest din urmă caz, proiectilul va părăsi pentru totdeauna Pământul și va merge în spațiul cosmic. Viteza de evacuare este ușor de calculat. Și, desigur, înțelegeți cât de importante sunt astfel de calcule în timpul nostru.
Note
Conform datelor moderne, diferența dintre razele ecuatoriale și cele polare ale Pământului este puțin mai mare de 21 de kilometri.
Descartes și-a semnat lucrările în manieră latină cu numele Cartesius, motiv pentru care susținătorii învățăturilor sale au fost numiți cartezieni.
Sir Isaac Newton, lovit în cap cu un măr, a dedus legea gravitației universale, care spune:
Oricare două corpuri sunt atrase unul de celălalt cu o forță direct proporțională cu produsul maselor corpului și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele:
F = (Gm1m2)/R2, unde
m1, m2- mase de corpuri
R- distanta dintre centrele corpurilor
G \u003d 6,67 10 -11 Nm 2 / kg- constant
Să determinăm accelerația căderii libere pe suprafața Pământului:
F g = m corp g = (Gm corp m Pământ)/R 2
R (raza Pământului) = 6,38 10 6 m
m Pământ = 5,97 10 24 kg
m corp g = (Gm corp m Pământ)/R 2 sau g \u003d (Gm Pământ) / R 2
Rețineți că accelerația datorată gravitației nu depinde de masa corpului!
g \u003d 6,67 10 -11 5,97 10 24 / (6,38 10 6) \u003d 398,2 / 40,7 \u003d 9,8 m / s 2
Spuneam mai devreme că forța gravitațională (atracția gravitațională) se numește cântărind.
Pe suprafața Pământului, greutatea și masa unui corp au aceeași semnificație. Dar pe măsură ce vă îndepărtați de Pământ, greutatea corpului va scădea (deoarece distanța dintre centrul Pământului și corp va crește), iar masa va rămâne constantă (deoarece masa este o expresie a inerției corp). Masa se măsoară în kilograme, a cantari newtonii.
Datorită forței gravitaționale, corpurile cerești se rotesc unele față de altele: Luna în jurul Pământului; Pământul în jurul Soarelui; Soarele în jurul centrului galaxiei noastre etc. În acest caz, corpurile sunt ținute de forța centrifugă, care este furnizată de forța gravitațională.
Același lucru este valabil și pentru corpurile artificiale (sateliți) care se rotesc în jurul Pământului. Cercul de-a lungul căruia se învârte satelitul se numește orbita de rotație.
În acest caz, forța centrifugă acționează asupra satelitului:
F c \u003d (m satelit V 2) / R
Forța gravitațională:
F g \u003d (satelitul Gm m al Pământului) / R 2
F c \u003d F g \u003d (m satelit V 2) / R \u003d (Gm satelit m Earth) / R 2
V2 = (Gm Pământ)/R; V = √(Gm Pământ)/R
Folosind această formulă, puteți calcula viteza oricărui corp care se rotește pe o orbită cu o rază Rîn jurul Pământului.
Satelitul natural al Pământului este Luna. Să determinăm viteza sa liniară pe orbită:
Masa Pământului = 5,97 10 24 kg
R este distanța dintre centrul pământului și centrul lunii. Pentru a determina această distanță, trebuie să adăugăm trei mărimi: raza Pământului; raza lunii; distanta de la pamant la luna.
R luna = 1738 km = 1,74 10 6 m
R pământ \u003d 6371 km \u003d 6,37 10 6 m
R zl \u003d 384400 km \u003d 384,4 10 6 m
Distanţa totală dintre centrele planetelor: R = 392,5 10 6 m
Viteza liniară a lunii:
V \u003d √ (Gm al Pământului) / R \u003d √6,67 10 -11 5,98 10 24 / 392,5 10 6 \u003d 1000 m / s \u003d 3600 km / h
Luna se mișcă pe o orbită circulară în jurul Pământului cu o viteză liniară de 3600 km/h!
Să stabilim acum perioada de revoluție a Lunii în jurul Pământului. În timpul perioadei de revoluție, Luna depășește o distanță egală cu lungimea orbitei - 2πR. Viteza orbitală a Lunii: V = 2πR/T; pe cealalta parte: V = √(Gm Pământ)/R:
2πR/T = √(Gm Pământ)/R deci T = 2π√R 3 /Gm Pământ
T \u003d 6,28 √ (60,7 10 24) / 6,67 10 -11 5,98 10 24 \u003d 3,9 10 5 s
Perioada de revoluție a Lunii în jurul Pământului este de 2.449.200 de secunde, sau 40.820 de minute, sau 680 de ore, sau 28,3 zile.
1. Rotire verticală
Mai devreme, la circ a existat un truc foarte popular în care un biciclist (motociclist) făcea o întoarcere completă în interiorul unui cerc situat vertical.
Care este viteza minimă pe care trebuie să o aibă șmecherul pentru a nu cădea în punctul de sus?
Pentru a trece de punctul de sus fără să cadă, corpul trebuie să aibă o viteză care să creeze o astfel de forță centrifugă care să compenseze forța gravitației.
Forța centrifugă: F c \u003d mV 2 / R
Gravitatie: F g = mg
F c \u003d F g; mV2/R = mg; V = √Rg
Și din nou, rețineți că nu există nicio masă corporală în calcule! De remarcat că aceasta este viteza pe care ar trebui să o aibă corpul în vârf!
Să presupunem că în arena circului este stabilit un cerc cu o rază de 10 metri. Să calculăm viteza sigură pentru truc:
V = √Rg = √10 9,8 = 10 m/s = 36 km/h
Aristotel a susținut că obiectele masive cad pe pământ mai repede decât cele ușoare.
Galileo la începutul secolului al XVII-lea a arătat că toate obiectele cad „în același mod”. Și cam în același timp, Kepler s-a întrebat ce face planetele să se miște pe orbitele lor. Poate e magnetism? Isaac Newton, lucrând la „”, a redus toate aceste mișcări la acțiunea unei singure forțe numite gravitație, care se supune unor legi universale simple.
Galileo a arătat experimental că calea parcursă de un corp care cade sub influența gravitației este proporțională cu pătratul timpului de cădere: o minge care cade timp de două secunde va călători de patru ori mai mult decât același obiect timp de o secundă. Galileo a mai arătat că viteza este direct proporțională cu timpul căderii și din aceasta a dedus că ghiulele zboară de-a lungul unei traiectorii parabolice - unul dintre tipurile de secțiuni conice, precum elipsele de-a lungul cărora, potrivit lui Kepler, se mișcă planetele. . Dar de unde această legătură?
Când Universitatea din Cambridge s-a închis în timpul Marii Ciume, la mijlocul anilor 1660, Newton s-a întors la proprietatea familiei și și-a formulat acolo legea gravitației, deși a ținut-o secretă încă 20 de ani. (Povestea mărului căzut nu a fost auzită până când octogenarul Newton a spus povestea după o cină mare.)
El a sugerat că toate obiectele din univers generează o forță gravitațională care atrage alte obiecte (la fel cum un măr este atras de Pământ), iar această forță gravitațională determină traiectoriile de-a lungul cărora stelele, planetele și alte corpuri cerești se mișcă în spațiu.
În zilele sale târzii, Isaac Newton a povestit cum s-a întâmplat: se plimba prin livada de meri de pe moșia părinților săi și a văzut deodată luna pe cerul zilei. Și chiar în fața ochilor lui, un măr s-a desprins din ramură și a căzut la pământ. Din moment ce Newton lucra la legile mișcării în același timp, știa deja că mărul cădea sub influența câmpului gravitațional al Pământului. De asemenea, știa că Luna nu doar atârnă pe cer, ci se rotește pe o orbită în jurul Pământului și, prin urmare, un fel de forță acționează asupra ei, care o împiedică să iasă din orbită și să zboare în linie dreaptă. , în spațiu deschis. Apoi i-a trecut prin minte că poate aceeași forță face ca atât mărul să cadă pe pământ, cât și luna să rămână pe orbită în jurul pământului.
Legea inversului pătratului
Newton a reușit să calculeze magnitudinea accelerației Lunii sub influența gravitației Pământului și a constatat că aceasta este de mii de ori mai mică decât accelerația obiectelor (același măr) din apropierea Pământului. Cum poate fi acest lucru dacă se mișcă sub influența aceleiași forțe?
Explicația lui Newton a fost că gravitația slăbește odată cu distanța. Un obiect de pe suprafața Pământului este de 60 de ori mai aproape de centrul planetei decât Luna. Atractia pe orbita lunii este 1/3600, sau 1/602, din ceea ce actioneaza asupra marului. Astfel, forța de atracție dintre două obiecte - fie că este Pământul și un măr, Pământul și Luna, fie Soarele și o cometă - este invers proporțională cu pătratul distanței care le separă. Dublați distanța și forța scade cu un factor de patru, triplă-o și forța devine de nouă ori mai mică și așa mai departe Forța depinde și de masele obiectelor - cu cât masa este mai mare, cu atât gravitația este mai puternică.
Legea gravitației universale poate fi scrisă sub formă de formulă:
F = G(Mm/r2).
Unde: Forța gravitațională este egală cu produsul masei mai mari M si greutate mai mica mîmpărțit la pătratul distanței dintre ele r2și înmulțit cu constanta gravitațională, notată cu majusculă G(minuscule g denotă accelerația cauzată de gravitație).
Această constantă determină atracția dintre oricare două mase oriunde în univers. În 1789, a fost folosit pentru a calcula masa Pământului (6 1024 kg). Legile lui Newton sunt minunate pentru a prezice forțele și mișcările într-un sistem de două obiecte. Dar când se adaugă o treime, totul devine mult mai complicat și duce (după 300 de ani) la matematica haosului.