Newtonova sila privlačnosti. Kaj je zakon univerzalne gravitacije: formula velikega odkritja
V preteklih letih svojega življenja je govoril o tem, kako je odkril zakon gravitacije.
Kdaj mladi Isaac se je sprehajal po vrtu med jablanami na posestvu svojih staršev je videl luno na dnevnem nebu. In poleg njega je padlo jabolko na tla in se odlomilo z veje.
Ker se je Newton hkrati ukvarjal z zakoni gibanja, je že vedel, da je jabolko padlo pod vplivom gravitacijskega polja Zemlje. In vedel je, da Luna ni samo na nebu, ampak se vrti okoli Zemlje v orbiti in zato nanjo deluje nekakšna sila, ki ji preprečuje, da bi se iztrgala iz orbite in odletela v ravni črti, v vesolje. Tu se mu je porodila ideja, da morda zaradi iste sile jabolko pade na zemljo, luna pa ostane v Zemljini orbiti.
Pred Newtonom so znanstveniki verjeli, da obstajata dve vrsti gravitacije: zemeljska gravitacija (deluje na Zemlji) in nebesna gravitacija (deluje v nebesih). Ta ideja je bila trdno zasidrana v glavah ljudi tistega časa.
Newtonovo epifanijo je bilo, da je v svojem umu združil ti dve vrsti gravitacije. Od tega zgodovinskega trenutka je umetna in lažna delitev Zemlje in preostalega vesolja prenehala obstajati.
In tako je bil odkrit zakon univerzalne gravitacije, ki je eden izmed univerzalnih zakonov narave. Po zakonu se vsa materialna telesa privlačijo in velikost gravitacijske sile ni odvisna od kemijskih in fizikalnih lastnosti teles, od stanja njihovega gibanja, od lastnosti okolja, kjer se telesa nahajajo. . Gravitacija na Zemlji se kaže predvsem v obstoju gravitacije, ki je posledica privlačnosti katerega koli materialnega telesa s strani Zemlje. S tem je povezan izraz "gravitacija" (iz lat. gravitas - težnost) , enakovreden izrazu "gravitacija".
Gravitacijski zakon pravi, da je sila gravitacijskega privlaka med dvema materialnima točkama z maso m1 in m2, ločenima z razdaljo R, sorazmerna z obema masama in obratno sorazmerna s kvadratom razdalje med njima.
Sama ideja o univerzalni gravitacijski sili je bila večkrat izražena že pred Newtonom. Pred tem so o tem razmišljali Huygens, Roberval, Descartes, Borelli, Kepler, Gassendi, Epikur in drugi.
Po Keplerjevi predpostavki je gravitacija obratno sorazmerna z razdaljo do Sonca in se razprostira le v ravnini ekliptike; Descartes je menil, da je posledica vrtincev v etru.
Bila so sicer ugibanja s pravilno odvisnostjo od razdalje, a pred Newtonom nihče ni mogel jasno in matematično dokončno povezati zakona gravitacije (sila, obratno sorazmerna s kvadratom razdalje) in zakonov gibanja planetov (Keplerjev zakoni).
V svojem glavnem delu "Matematični principi naravne filozofije" (1687)
Isaac Newton je izpeljal gravitacijski zakon, ki temelji na Keplerjevih empiričnih zakonih, ki so bili takrat znani.
Pokazal je, da:
- opazovana gibanja planetov pričajo o prisotnosti centralne sile;
- nasprotno pa osrednja sila privlačnosti vodi do eliptičnih (ali hiperboličnih) orbit.
Za razliko od hipotez svojih predhodnikov je Newtonova teorija imela številne pomembne razlike. Sir Isaac ni objavil le predlagane formule za zakon univerzalne gravitacije, ampak je dejansko predlagal celoten matematični model:
- zakon gravitacije;
- zakon gibanja (drugi Newtonov zakon);
- sistem metod za matematične raziskave (matematična analiza).
Ta triada skupaj zadošča za popolno raziskovanje najkompleksnejših gibanj nebesnih teles in tako ustvarja temelje nebesne mehanike.
Toda Isaac Newton je pustil odprto vprašanje narave gravitacije. Prav tako ni bila pojasnjena predpostavka o trenutnem širjenju gravitacije v vesolju (tj. predpostavka, da se s spremembo položaja teles sila težnosti med njimi takoj spremeni), ki je tesno povezana z naravo gravitacije. Več kot dvesto let po Newtonu so fiziki predlagali različne načine za izboljšanje Newtonove teorije gravitacije. Šele leta 1915 je ta prizadevanja z uspehom okronala kreacija Einsteinova splošna teorija relativnosti v katerem so bile vse te težave premagane.
Odločil sem se, da se po svojih močeh in zmožnostih podrobneje posvetim razsvetljavi. znanstvena dediščina Akademik Nikolaj Viktorovič Levašov, ker vidim, da danes njegova dela še niso v zahtevi, da bi morala biti v družbi resnično svobodnih in razumnih ljudi. ljudje še vedno ne razumem vrednost in pomen njegovih knjig in člankov, ker se ne zavedajo razsežnosti prevare, v kateri živimo zadnjih nekaj stoletij; ne razumejo, da so informacije o naravi, ki jih imamo za poznane in torej resnične 100% napačno; in namerno nam jih vsiljujejo, da bi prikrili resnico in preprečili, da bi se razvijali v pravo smer ...
Gravitacijski zakon
Zakaj se moramo ukvarjati s to gravitacijo? Je še kaj, česar ne vemo o njej? Kaj si ti! O gravitaciji vemo že veliko! Wikipedia nam na primer prijazno sporoča, da « gravitacija (privlačnost, po vsem svetu, gravitacija) (iz lat. gravitas - "gravitacija") - univerzalna temeljna interakcija med vsemi materialnimi telesi. V približku nizkih hitrosti in šibke gravitacijske interakcije jo opisuje Newtonova teorija gravitacije, v splošnem primeru pa Einsteinova splošna teorija relativnosti ...« Tisti. preprosto povedano, ta internetni klepetulj pravi, da je gravitacija interakcija med vsemi materialnimi telesi in še bolj preprosto - medsebojna privlačnost materialna telesa drug drugemu.
Pojav takega mnenja dolgujemo tov. Isaac Newton, zaslužen za odkritje leta 1687 "Zakon gravitacije", po katerem naj bi se vsa telesa med seboj privlačila sorazmerno s svojimi masami in obratno sorazmerno s kvadratom razdalje med njimi. Veseli me, da tovariš. Isaac Newton je v Pedii opisan kot visoko izobražen znanstvenik, za razliko od tovariša. ki je zaslužen za odkritje elektrika…
Zanimivo je pogledati dimenzijo »sile privlačnosti« ali »sile gravitacije«, ki izhaja iz kom. Isaac Newton, ki ima naslednjo obliko: F=m 1 *m2 /r2
Števec je produkt mas obeh teles. To daje dimenzijo "kilogramov na kvadrat" - kg 2. Imenovalec je "razdalja" na kvadrat, tj. kvadratnih metrov - m 2. Toda moč se ne meri v čudnem kg 2 / m 2, in v nič manj čudnem kg * m / s 2! Izkazalo se je, da gre za neujemanje. Da bi ga odstranili, so si "znanstveniki" izmislili koeficient, tako imenovani. "gravitacijska konstanta" G , enako približno 6,67545×10 −11 m³/(kg s²). Če zdaj vse pomnožimo, dobimo pravilno dimenzijo "gravitacije". kg * m / s 2, in tej abrakadabri pravijo v fiziki "newton", tj. sila v današnji fiziki se meri v "".
Zanimivo: kaj fizični pomen ima koeficient G , za nekaj zmanjševanje rezultata v 600 milijardokrat? nobene! "Znanstveniki" so to poimenovali "proporcionalni koeficient". In so ga prinesli za fit dimenzijo in rezultat pod najbolj želeno! Takšno znanost imamo danes ... Opozoriti je treba, da so se merski sistemi v fiziki večkrat spremenili, da bi znanstvenike zmedli in prikrili protislovja - tako imenovani. "sistemi enot". Tukaj so imena nekaterih od njih, ki se zamenjujejo, ko se je pojavila potreba po ustvarjanju naslednjih mask: MTS, MKGSS, SGS, SI ...
Zanimivo bi bilo vprašati tov. Izak: a kako je uganil da obstaja naraven proces privlačenja teles med seboj? Kako je uganil da je »privlačna sila« sorazmerna natanko s produktom mas dveh teles in ne z njuno vsoto ali razliko? kako je tako uspešno dojel, da je ta Sila obratno sorazmerna ravno s kvadratom razdalje med telesi, ne pa s kubos, podvojitev ali ulomek? Kje pri tovarišu pojavila takšna nerazložljiva ugibanja pred 350 leti? Navsezadnje na tem področju ni izvajal nobenih poskusov! In, če verjamete tradicionalni različici zgodovine, v tistih časih tudi vladarji še niso bili povsem enaki, a tukaj je tako nerazložljiv, preprosto fantastičen vpogled! Kje?
ja od nikoder! Tov. Isaac ni vedel ničesar takega, niti ni raziskoval ničesar takega in ni odprl. Zakaj? Ker v resnici fizični proces " privlačnost tel" drug drugemu ne obstaja, in posledično ni zakona, ki bi ta proces opisal (to bo prepričljivo dokazano v nadaljevanju)! V resnici, tovariš Newton po naše nerazločno, samo pripisana odkritje zakona "univerzalne gravitacije", ki mu je hkrati podelil naziv "eden od ustanoviteljev klasične fizike"; tako kot so nekoč pripisovali tovariš. bene Franklin, ki je imela 2 razreda izobraževanje. V »srednjeveški Evropi« se to ni zgodilo: bilo je veliko napetosti ne samo z znanostmi, ampak preprosto z življenjem ...
Toda na našo srečo je konec prejšnjega stoletja ruski znanstvenik Nikolaj Levašov napisal več knjig, v katerih je podal "abecedo in slovnico" neizkrivljeno znanje; zemljanom vrnila prej porušeno znanstveno paradigmo, s pomočjo katere enostavno razloženo skoraj vse »nerazrešljive« skrivnosti zemeljske narave; razložil osnove zgradbe vesolja; pokazal, pod kakšnimi pogoji na vseh planetih, na katerih se pojavljajo potrebni in zadostni pogoji, življenje- živa snov. Pojasnil je, kakšno snov lahko štejemo za živo in kaj fizični pomen naravni proces imenovan življenje". Nato je razložil, kdaj in pod kakšnimi pogoji "živa snov" pridobi Inteligenca, tj. spozna svoj obstoj – postane inteligenten. Nikolaj Viktorovič Levašov ljudem v svojih knjigah in filmih posredoval zelo veliko neizkrivljeno znanje. Pojasnil je tudi, kaj "gravitacija", od kod izvira, kako deluje, kakšen je njegov dejanski fizični pomen. Večinoma je to napisano v knjigah in. In zdaj se ukvarjajmo z "Zakonom univerzalne gravitacije" ...
"Zakon gravitacije" je prevara!
Zakaj tako pogumno in samozavestno kritiziram fiziko, »odkritje« tov. Isaac Newton in sam "veliki" "Zakon univerzalne gravitacije"? Da, ker je ta "Zakon" fikcija! Prevara! Fikcija! Svetovna prevara, ki zemeljsko znanost vodi v slepo ulico! Ista prevara z enakimi cilji kot zloglasna "teorija relativnosti" tovariš. Einstein.
Dokaz o?Če želite, tukaj so: zelo natančni, strogi in prepričljivi. Odlično jih je opisal avtor O.Kh. Derevensky v svojem čudovitem članku. Ker je članek precej obsežen, bom tukaj podal zelo kratko verzijo nekaterih dokazov o napačnosti "Zakona univerzalne gravitacije", državljani, ki jih podrobnosti zanimajo, pa si bodo ostalo prebrali sami .
1. V našem sončnem sistem gravitacijo imajo le planeti in Luna, Zemljin satelit. Sateliti drugih planetov, in teh je več kot šest ducatov, nimajo gravitacije! Ta informacija je popolnoma odprta, vendar ne reklamirana s strani "znanstvenikov", ker je nerazložljiva z vidika njihove "znanosti". Tisti. b približno Večina teles v našem sončnem sistemu nima gravitacije – ne privlačijo se! In to popolnoma ovrže "Zakon splošne gravitacije".
2. Izkušnje Henryja Cavendisha s privabljanjem masivnih praznin drug drugemu velja za neizpodbiten dokaz prisotnosti privlačnosti med telesi. Vendar kljub svoji preprostosti ta izkušnja ni nikjer odprto reproducirana. Očitno zato, ker ne daje učinka, kot so ga nekateri nekoč napovedovali. Tisti. danes z možnostjo strogega preverjanja izkušnje ne kažejo privlačnosti med telesi!
3. Izstrelitev umetnega satelita v orbito okoli asteroida. Sredi februarja 2000 so Američani vozili vesoljsko sondo BLIZU dovolj blizu asteroida Eros, izenačil hitrosti in začel čakati na zajem sonde s strani gravitacije Erosa, tj. ko satelit nežno privlači gravitacija asteroida.
Toda iz neznanega razloga prvi zmenek ni uspel. Drugi in naslednji poskusi predaje Erosu so imeli popolnoma enak učinek: Eros ni hotel pritegniti ameriške sonde. BLIZU, in brez dela motorja sonda ni ostala blizu Erosa . Ta vesoljski zmenek se je končal v nič. Tisti. nobene privlačnosti med sondo z maso 805 kg in asteroid, ki tehta več kot 6 trilijonov ton ni bilo mogoče najti.
Tukaj je nemogoče ne opozoriti na nerazložljivo trmoglavost Američanov iz Nase, ker je ruski znanstvenik Nikolaj Levašov, ki je takrat živel v ZDA, ki jih je takrat imel za povsem normalno državo, napisal, prevedel v angleščino in objavil v l. 1994 leto njegove znamenite knjige, v kateri je razložil vse, kar so Nasini strokovnjaki morali vedeti za izdelavo svoje sonde BLIZU ni visel kot neuporaben kos železa v vesolju, ampak je družbi prinesel vsaj nekaj koristi. Toda očitno je pretirana samozavest tamkajšnjim "znanstvenikom" zaigrala.
4. Naslednji poskus ponovite erotični poskus z asteroidom japonska. Izbrali so asteroid z imenom Itokawa in ga poslali 9. maja 2003 leto mu sondo, imenovano ("Falcon"). V septembru 2005 leta se je sonda asteroidu približala na razdaljo 20 km.
Upoštevajoč izkušnje »neumnih Američanov« so pametni Japonci svojo sondo opremili z več motorji in avtonomnim navigacijskim sistemom kratkega dosega z laserskimi daljinomeri, da se je lahko približala asteroidu in se po njem premikala samodejno, brez sodelovanja zemeljski operaterji. »Prva številka tega programa je bila komična podviga s pristankom majhnega raziskovalnega robota na površini asteroida. Sonda se je spustila na izračunano višino in previdno spustila robota, ki naj bi počasi in gladko padel na površje. Ampak ... ni padlo. Počasi in gladko ga je zaneslo nekje daleč stran od asteroida. Tam je izginil ... Naslednja številka programa se je spet izkazala za komični trik s kratkim pristankom sonde na površini, "da vzame vzorec zemlje." Izšla je kot komedija, ker so za zagotovitev najboljšega delovanja laserskih daljinomerov na površino asteroida spustili odsevno kroglico. Tudi na tej žogi ni bilo motorjev in ... skratka žoge ni bilo na pravem mestu ... Tako je japonski Sokol pristal na Itokawi in kaj je naredil na njej, če se je usedel, ve znanost ne vem ... "Zaključek: japonskega čudeža Hayabusa ni bilo mogoče odkriti nobene privlačnosti med tlemi sonde 510 kg in asteroid z maso 35 000 ton.
Ločeno bi rad omenil, da je izčrpna razlaga narave gravitacije ruskega znanstvenika Nikolaj Levašov podal v svoji knjigi, ki jo je prvič objavil v 2002 leto - skoraj leto in pol pred začetkom japonskega "Falcona". In kljub temu so japonski "znanstveniki" sledili natančno po stopinjah svojih ameriških kolegov in skrbno ponovili vse njihove napake, vključno s pristankom. Tukaj je tako zanimiva kontinuiteta "znanstvenega razmišljanja" ...
5. Od kod izvirajo vročinski oblivi? Zelo zanimiv pojav, opisan v literaturi, milo rečeno, ni povsem pravilen. »... Na voljo so učbeniki fizika, kjer je zapisano, kaj bi moralo biti - v skladu z "zakonom univerzalne gravitacije". Obstajajo tudi učbeniki oceanografija, kjer piše, kaj so, plimovanje, pravzaprav.
Če tukaj deluje zakon univerzalne gravitacije in se oceanska voda privlači, vključno s Soncem in Luno, potem morata "fizični" in "oceanografski" vzorec plimovanja sovpadati. Se torej ujemajo ali ne? Izkazalo se je, da reči, da se ne ujemata, pomeni reči nič. Ker "fizične" in "oceanografske" slike nimajo nobene zveze nič skupnega... Dejanska slika plimskih pojavov je tako drugačna od teoretične – tako kvalitativno kot kvantitativno –, da je na podlagi takšne teorije mogoče napovedati plimovanje nemogoče. Da, tega nihče ne poskuša. Konec koncev ni nor. Naredijo to: za vsako pristanišče ali drugo zanimivo točko se dinamika gladine oceana modelira z vsoto nihanj z amplitudami in fazami, ki jih najdemo zgolj empirično. In potem ekstrapolirajo to vsoto nihanj naprej - tako da dobite predizračune. Kapitani ladij so srečni - no, v redu! .. ”To vse pomeni, da so tudi naše zemeljske plime ne ubogati"Zakon univerzalne gravitacije".
Kaj pravzaprav je gravitacija
Pravo naravo gravitacije je prvič v moderni zgodovini jasno opisal akademik Nikolaj Levašov v temeljnem znanstvenem delu. Da bo bralec bolje razumel napisano o gravitaciji, bom podal malo uvodnih pojasnil.
Prostor okoli nas ni prazen. Vse je popolnoma napolnjeno s številnimi različnimi zadevami, ki jih je akademik N.V. imenovan Levashov "prva zadeva". Prej so znanstveniki vse to imenovali nemir snovi "eter" in celo prejel prepričljive dokaze o njegovem obstoju (slavni poskusi Daytona Millerja, opisani v članku Nikolaja Levašova "Teorija vesolja in objektivne resničnosti"). Sodobni "znanstveniki" so šli veliko dlje in zdaj jih "eter" klical "temna snov". Ogromen napredek! Nekatere zadeve v "etru" medsebojno delujejo do te ali one stopnje, nekatere ne. In neka primarna snov začne medsebojno delovati, pade v spremenjene zunanje pogoje v določeni ukrivljenosti prostora (heterogenosti).
Ukrivljenost prostora se pojavi kot posledica različnih eksplozij, vključno z "eksplozijami supernove". « Ko supernova eksplodira, pride do nihanj v dimenzionalnosti prostora, podobnih valovom, ki se pojavijo na gladini vode po vrženem kamnu. Mase snovi, ki se izločijo med eksplozijo, zapolnijo te nehomogenosti v dimenzionalnosti prostora okoli zvezde. Iz teh mas snovi se začnejo oblikovati planeti ( in ) ... "
Tisti. planeti niso nastali iz vesoljskih odpadkov, kot iz nekega razloga trdijo sodobni »znanstveniki«, temveč so sintetizirani iz materije zvezd in drugih primarnih snovi, ki začnejo medsebojno delovati v ustreznih nehomogenostih vesolja in tvorijo t.i. "hibridna snov". Iz teh »hibridnih snovi« nastajajo planeti in vse ostalo v našem prostoru. naš planet, tako kot ostali planeti, ni le "kos kamna", ampak zelo zapleten sistem, sestavljen iz več krogel, ki so ugnezdene ena v drugo (glej). Najgostejša krogla se imenuje "fizično gosta raven" - to je tisto, kar vidimo, t.i. fizični svet. drugič po gostoti je nekoliko večja krogla ti. "eterična materialna raven" planeta. Tretjič sfera – »astralna materialna raven«. 4 sfera je "prva mentalna raven" planeta. Petič sfera je "drugi mentalni nivo" planeta. in šesti sfera je »tretja mentalna raven« planeta.
Naš planet je treba obravnavati le kot vseh teh šest krogle– šest materialnih ravni planeta, ugnezdenih druga v drugo. Samo v tem primeru je mogoče dobiti popolno sliko strukture in lastnosti planeta ter procesov, ki se dogajajo v naravi. Dejstvo, da še ne moremo opazovati procesov, ki se odvijajo zunaj fizično goste sfere našega planeta, ne pomeni, da »tam ni ničesar«, ampak le to, da trenutno naši čutilni organi niso prilagojeni naravi za te namene. In še nekaj: naše Vesolje, naš planet Zemlja in vse ostalo v našem Vesolju je sestavljeno iz sedem različne vrste primarne snovi združile v šest hibridni materiali. In ni ne božansko ne edinstveno. To je le kvalitativna struktura našega vesolja zaradi lastnosti heterogenosti, v kateri je nastalo.
Nadaljujmo: planeti nastanejo z združevanjem ustrezne primarne snovi v območjih prostorskih nehomogenosti, ki imajo za to primerne lastnosti in kvalitete. Toda v teh, kot v vseh drugih regijah vesolja, ogromno prvinska snov(proste oblike snovi) različnih vrst, ki ne vplivajo ali zelo slabo vplivajo na hibridne snovi. Če vstopimo v območje heterogenosti, je veliko teh primarnih zadev prizadetih zaradi te heterogenosti in hitijo v njeno središče, v skladu z gradientom (razliko) prostora. In če se je v središču te heterogenosti že oblikoval planet, potem primarna snov, ki se premika proti središču heterogenosti (in središču planeta), ustvarja usmerjen tok, ki ustvarja t.i. gravitacijsko polje. In v skladu s tem pod gravitacija ti in jaz morava razumeti vpliv usmerjenega toka primarne snovi na vse, kar je na njeni poti. Preprosto povedano, gravitacija je pritisk materialnih predmetov na površje planeta s tokom primarne snovi.
Ali ni, resničnost se zelo razlikuje od fiktivnega zakona "medsebojne privlačnosti", ki domnevno obstaja povsod brez jasnega razloga. Resničnost je veliko bolj zanimiva, veliko bolj kompleksna in hkrati veliko preprostejša. Zato je fiziko resničnih naravnih procesov veliko lažje razumeti kot izmišljene. In uporaba pravega znanja vodi do resničnih odkritij in učinkovite uporabe teh odkritij, ne pa do izsesanega iz prsta.
antigravitacija
Kot primer današnjega znanstvenega psovke lahko na kratko analiziramo razlago "znanstvenikov" o dejstvu, da so "žarki svetlobe upognjeni v bližini velikih gmot", zato lahko vidimo, da nas zapirajo zvezde in planeti.
Res lahko opazujemo objekte v kozmosu, ki nam jih skrivajo drugi objekti, vendar ta pojav nima nobene zveze z množicami predmetov, ker »univerzalni« pojav ne obstaja, tj. brez zvezd, brez planetov NE ne privlačijo žarkov nase in ne ukrivljajo njihove poti! Zakaj so potem "ukrivljeni"? Na to vprašanje obstaja zelo preprost in prepričljiv odgovor: žarki niso upognjeni! Oni samo ne širijo se v ravni črti, kot smo navajeni razumeti, in v skladu z obliko prostora. Če upoštevamo žarek, ki poteka blizu velikega kozmičnega telesa, potem moramo upoštevati, da gre žarek okoli tega telesa, ker je prisiljen slediti ukrivljenosti prostora, kot po cesti ustrezne oblike. In za žarek preprosto ni druge poti. Žarek ne more pomagati, da ne bi šel okoli tega telesa, ker ima prostor na tem območju tako ukrivljeno obliko ... Majhno glede na to, kar je bilo rečeno.
Zdaj pa se vrnem k antigravitacija, postane jasno, zakaj človeštvo nikoli ne more ujeti te zoprne "antigravitacije" ali doseči vsaj nekaj od tega, kar nam prebrisani funkcionarji tovarne sanj prikazujejo po TV. Posebej smo prisiljeniže več kot sto let se motorji z notranjim zgorevanjem ali reaktivni motorji uporabljajo skoraj povsod, čeprav so zelo daleč od popolnosti tako po principu delovanja kot po zasnovi in učinkovitosti. Posebej smo prisiljeni rudarijo z različnimi generatorji kiklopskih velikosti, nato pa to energijo prenašajo po žicah, kjer b približno večina je raztresena v vesolju! Posebej smo prisiljeniživimo življenje nerazumnih bitij, zato se nimamo razloga čuditi, da ne moremo storiti ničesar pametnega niti v znanosti, niti v tehniki, niti v ekonomiji, niti v medicini niti pri organiziranju dostojnega življenja družbe.
Zdaj vam bom dal nekaj primerov ustvarjanja in uporabe antigravitacije (ali levitacije) v naših življenjih. Toda ti načini doseganja antigravitacije so najverjetneje odkriti po naključju. In da bi zavestno ustvarili resnično uporabno napravo, ki izvaja antigravitacijo, morate vedeti prava narava pojava gravitacije, raziskati to, analizirati in razumeti vse svoje bistvo! Le tako lahko nastane nekaj smiselnega, učinkovitega in resnično koristnega za družbo.
Najpogostejša antigravitacijska naprava, ki jo imamo, je balon in številne njegove različice. Če je napolnjena s toplim zrakom ali plinom, ki je lažji od mešanice atmosferskih plinov, bo žogica poletela navzgor in ne padla navzdol. Ta učinek je ljudem znan že zelo dolgo, a vseeno nima popolne razlage- takšno, ki ne bi več porajala novih vprašanj.
Kratko iskanje na YouTubu je privedlo do odkritja velikega števila video posnetkov, ki prikazujejo zelo resnične primere antigravitacije. Nekaj jih bom naštel tukaj, da boste lahko prepričani, da antigravitacija ( levitacija) res obstaja, vendar ... doslej še nihče od "znanstvenikov" tega ni pojasnil, očitno ponos ne dovoljuje ...
V letih 1665-1666 je v Londonu divjala kuga in Newton je veliko časa preživel na kmetiji v Woolsthorpu. Imel je komaj 24 let, a zgodovinarji verjamejo, da je Newton ravno v tem času razmišljal o vzrokih gravitacije in posledično o gibanju planetov in njihovih satelitov. Te misli so ga vodile k ustvarjanju velikega zakona univerzalne gravitacije ...
Zakon univerzalne gravitacije je danes znan vsakemu šolarju. Vsi poznajo anekdoto o padlem jabolku, ki naj bi bilo razlog za odkritje velikega zakona.
Toda kako povezati padec jabolka z univerzalno gravitacijo? ..
Zgodba o jabolku ima določeno stopnjo verodostojnosti. Newton Stekelov sodobnik je ob koncu svojega življenja zapisal: »Vreme je bilo popoldne vroče; šli smo na vrt in pili čaj v senci več jablan; bila sva samo midva. Mimogrede, Sir Isaac mi je povedal, da je bil v popolnoma enakem položaju, ko se mu je prvič porodila zamisel o gravitaciji. Vzrok je bil padec jabolka, medtem ko je sedel globoko zamišljen. Zakaj jabolko vedno pade navpično, si je mislil, zakaj ne vstran, ampak vedno proti središču Zemlje? V materiji mora obstajati privlačna sila, koncentrirana v središču Zemlje. Če ta snov vleče drugo snov, potem mora obstajati sorazmernost z njeno količino. Zato mora obstajati sila, kot je tista, ki ji pravimo gravitacija, ki se razteza po vsem vesolju ...«
»Ta zgodba je bila znana malo ljudem,« piše akademik Vavilov, »vendar se je ves svet naučil pripovedovanja Voltaira, ki je za ta dogodek slišal od Newtonove nečakinje,« podobno kot anekdota. Voltairova anekdota je bila uspešna. In kmalu po Newtonovi smrti so podjetni dediči začeli kazati jablano, ki je bila tako rekoč temeljni vzrok odkritja velikega zakona.
In zdaj, preden poskušamo z enim očesom pogledati v ustvarjalni laboratorij velikega znanstvenika, se spomnimo sodobne formulacije zakona univerzalne gravitacije: "Kateri koli dve telesi se medsebojno privlačita s silo, ki je neposredno sorazmerna zmnožku njihovi masi in obratno sorazmerna s kvadratom razdalje med njima." V jeziku matematike lahko isto zapišemo veliko krajše F ~ M 1 M 2 /r², kje F- sila gravitacije, M 1 in M 2 - mase pritegnjenih teles, r² je kvadrat razdalje med gravitacijskima masama. Če uvedemo faktor sorazmernosti k, potem bo formula dobila zelo znano obliko: F = k(M 1M 2 /r²). Tako smo jo že večkrat videli v učbenikih. Vse se zdi tako preprosto, kajne? A to šele takrat, ko je zakon že odkrit, ko so vsi navajeni, če komu ne gre v glavo misel, da je bil čas, ko ljudje niso poznali tako preprostega in čudovitega pravila. Vendar nobena teorija ni zgrajena v vakuumu. Po tem stavku se znajdemo tik pred pragom ustvarjalnega laboratorija. Kaj je vedel Newton, ko je razmišljal o medsebojni povezanosti nebesnih teles? In kaj je bilo v tej smeri narejeno pred njim?
Se spomnite "zakonodajalca nebes" Johannesa Keplerja? Trije njegovi zakoni so naredili revolucijo v pogledih na vesolje, prisiljeni opustiti običajno idejo o planetarnih orbitah kot pravilnih krogih, uničili idejo o planetarnih sferah. Keplerjevi zakoni so preprosto in natančno opisali gibanje nebesnih teles, vendar ... v teh zakonih avtor ni rekel niti besede o razlogih za takšno gibanje. Medtem so se misli znanstvenikov 17. stoletja vse pogosteje obračale na naslednje vprašanje: kakšna sila deluje na planete, jih prisili, da zavijejo s proste premočrtne poti in se gibljejo po elipsah okoli Sonca? Kaj je razlog za to moč? Kakšna je njegova narava?
Kepler je sam vzrok iskal v Soncu. Sile, ki izhajajo iz mogočne svetilke, bi po njegovem mnenju morale potisniti planete. Astronom ni razmišljal o naravi te "sončne sile". Od časov starodavnih filozofov je nebo veljalo za svet, ki je tuj Zemlji, in njegovi zakoni niso imeli nobene zveze z zemeljskimi. Zato ni bilo kaj razmišljati o njihovi naravi. Bog je kraljeval na nebu! Šele potem, ko je Galilei odkril zakon vztrajnosti, ki je združil gibanje teles v svetovnem prostoru in na zemeljskem površju, se je starodavno stališče izkazalo za nevzdržno. Ljudje so videli, da se zemeljski in nebeški pojavi podrejajo istim pravilom. Toda ali to ni pomenilo, da je bila njuna narava ena in ista? Iz te predpostavke se nakazuje še drznejši sklep: ali je nebeški svet tako drugačen od zemeljskega? In to je bilo že zelo podobno posrednemu posegu v božjo avtoriteto.
Da bi podprli idejo o enotnosti sveta, je bilo treba izmisliti mehanizem za delovanje nebeških sil, podoben nekakšnemu pojavu na Zemlji. In tako francoski naravoslovec in filozof Rene Descartes (1596-1650) postavi hipotezo o obstoju vrtincev v svetovnem etru. Tako kot znani vrtinci na Zemlji v svoje gibanje vlečejo prah in suho listje, močni etrski vrtinci v svoje gibanje vlečejo nebesna telesa. Descartesova hipoteza je dala zelo jasno sliko in je bila v svojem času zelo priljubljena. A tudi v njem ni bilo niti besede o tem, za kakšno silo gre – vrtinci, in to je to. Res je, mnogi so ugibali, da bi morale tukaj glavno vlogo igrati sile privlačnosti. Tam je bila zelo radovedna hipoteza italijanskega naravoslovca Giovannija Borellija (1608-1679). Nekoč je preučeval gibanje Jupitrovih satelitov in prišel do zaključka, da je gibanje nebesnih teles razloženo z medsebojnim delovanjem dveh sil: ena - usmerjena proti središču vrtenja, druga pa iz središča. Predpostavimo, je sklepal Borelli, da je planet na taki razdalji od Sonca in se giblje s tako hitrostjo, da je težnja iz središča (danes jo imenujemo "centrifugalna sila") manjša od sile privlačnosti. Nato se bo planet začel približevati svetilki v spirali, dokler obe sili ne bosta uravnoteženi. Toda po inerciji, ki jo je odkril Galileo, je planet zdrsnil skozi nevtralno orbito in se približal Soncu bližje, kot bi se moral. Potem bo ohranjena hitrost gibanja prisilila centrifugalno silo, da premaga privlačnost. In planet se bo spet začel odmikati od zvezde v spirali ...
V Borellijevi domnevi ni niti ene vrstice matematičnega dokaza. Enostavno domneva obstoj privlačne sile in iz nje logično izpelje krivočrtno gibanje planeta.
Newton je vedel za to hipotezo. Toda pomanjkanje matematike, pomanjkanje kvantitativne analize ga nista zadovoljila. »Ne izmišljujem si hipotez,« je rad ponavljal angleški znanstvenik. Le na kratko je oblikoval rezultate opazovanega delovanja. In te formulacije, izpeljane s pomočjo logike in matematičnih izračunov, so postale zakoni.
Newton je pri vprašanjih gravitacije posvetil veliko pozornosti teoriji gibanja lune. Gre za zelo zapleten matematični problem, ki ga je bilo treba najprej načelno rešiti. "Kaj preprečuje, da bi Luna padla na Zemljo in kakšna sila jo žene v orbito?" Znanstvenik je močno razmišljal in na koncu spoznal, da za premikanje telesa v praznini ni potrebna nobena sila. Konec koncev je prav to tisto, kar izhaja iz Galilejevega prvega zakona gibanja. Če na telo ne deluje nobena sila, se giblje naprej premo s konstantno hitrostjo. Res je, zakon se nanaša na premočrtno gibanje. Luna in planeti se gibljejo po ukrivljeni poti. To pomeni, da sila ni potrebna, da bi se planeti sploh premikali, ampak samo za ukrivljanje tirnice njihovega gibanja! Kakšna je ta moč? Od kod je prišel in čemu je enak? Zakaj ne bi poskusili uporabiti drugega zakona gibanja za letenje v orbiti: sila je sorazmerna zmnožku mase in pospeška? Orbita Lune in drugih planetov je skoraj krog. Pospešek enakomernega gibanja vzdolž kroga je vedno usmerjen proti središču vzdolž polmera in je enak kvadratu hitrosti, deljenem s tem polmerom ( v²/ R). Potem mora imeti sila tudi smer vzdolž radija proti središču orbite. To pomeni, da mora Luna pri svojem gibanju okoli Zemlje nenehno doživljati pospešek proti našemu planetu. Z drugimi besedami, luna, ki se prosto, premočrtno giblje v vesolju, ves čas pod vplivom neke sile pade na Zemljo. Pade, a ne more pasti. Ker v vsakem naslednjem trenutku, ko pade z ravne poti, preleti tako razdaljo, da se znova in znova znajde v orbiti. Kot je prikazano na sliki. Od kod ta moč? Tu je prišlo na vrsto jabolko.
Če Zemlja pritegne jabolko, zaradi česar pade na površje planeta, zakaj je potem Luna slabša od jabolka? In Newton je predlagal, da je gravitacija ali - pogosteje - teža Lune tista, ki jo drži v orbiti in ji ne dovoljuje leteti v vesolje. Nadalje je potek njegovega razmišljanja šel približno v naslednjo smer: če bi bila Luna tako kot jabolko zelo blizu površja Zemlje, bi bil njen pospešek prostega pada enak pospešku jabolka. To je približno 9,81 gospa². Toda luna je dlje. Kakšen pospešek bi moral imeti v svoji orbiti? .. Tukaj je bilo treba izračunati! Toda natančni izračuni so zahtevali tudi natančne podatke o orbiti Lune, o obdobju njene revolucije ... Newton se ni ukvarjal z opazovanji. Moral sem se obrniti na kraljevega astronoma Flamsteeda, ki je ravno v tem času skrbno opazoval gibanje našega satelita. Vendar pa trmasti in žolčni kraljevi astronom ni imel namena ugoditi "kapricam gospoda Newtona", kot se je večkrat izrazil. To je povzročilo zaplete in neprijetne spore. Newton ni maral polemik. Kljub temu dobesedno noben njegov samostojni znanstveni korak ni mogel brez razprave.
Vprašanja povezave med gravitacijo in Keplerjevimi zakoni so bila v središču pozornosti celotne znanstvene srenje tistega časa in so vzbudila zelo ljubosumen odnos mnogih gospodov.
Nekoč se je astronom Halley srečal v londonski kavarni z arhitektom Wrenom - graditeljem znamenite londonske katedrale sv. Pavla - in Robertom Hookom, fizikom, matematikom, eksperimentatorjem in teoretikom, ki je bil za vedno preplavljen s tisočerimi idejami in nobene ni pripeljal do konca. Pogovor je nanesel na znanost, na znanstvene probleme. Izkazalo se je, da so vsi trije posvetili veliko časa in energije isti nalogi - dokazati, da mora pod vplivom gravitacije, ki pada obratno s kvadratom razdalj, gibanje nebesnih teles potekati po eliptičnih orbitah. Toda nihče se ni mogel pohvaliti z uspehom. Nato je Ren, najbogatejši od trojice, na čisto angleški način ponudil plačilo bonusa za stavo tistemu, ki reši problem.
Nekoč, ko je šel k Newtonu, mu je Halley povedal o sporu in stavi v kavarni. In ko je čez nekaj časa naključje mladega astronoma spet pripeljalo v Cambridge, mu je Newton sporočil, da je rešitev problema v njegovih rokah. In natanko en mesec pozneje je Halley od Newtona prejel rokopis kratkih spominov, ki pojasnjujejo rešitev. Na Newtonovo zahtevo ta spomin ni bil objavljen v Journal of the Royal Society, vendar je bil registriran v primeru spora glede prednosti.
Seveda ne moremo obnoviti vseh podrobnosti kompleksne logične poti, po kateri je Newton prišel do zakona univerzalne gravitacije. Če pa imate radi matematiko, potem jo lahko poskusite sami ugotoviti med končnim razmišljanjem velikega fizika. Da bi to naredili, na kratko povzamemo znano.
1. Newton je poznal približno razdaljo od Zemlje do Lune - šestdeset zemeljskih radijev.
2. Poznal je tudi pospešek prostega pada telesa blizu površja Zemlje – 9,81 gospa².
3. Poznal je tudi čudovite Keplerjeve in Galilejeve zakone.
4. Končno je v zraku visela ideja, da bi morala biti gravitacija med dvema nebesnima telesoma obratno sorazmerna s kvadratom razdalje med njima.
Komaj je mogoče natančno zaslediti pot, po kateri stremi misel genija k svojemu cilju. Toda poskusimo izpeljati zakon univerzalne gravitacije, pri čemer uporabimo samo podatke, ki jih je poznal Newton.
Torej, najprej nekaj predpostavk za poenostavitev izračunov. Spomnite se, da je Kepler dokazal, da so orbite planetov elipse. Toda elipse z zelo majhnimi ekscentričnostmi. Zato jih bomo zaradi enostavnosti vzeli kot kroge s Soncem, ki se nahaja točno v središču. In razmislite o gibanju planeta, ki naredi en obrat v krožni orbiti.
Najprej se spomnimo nekaj formul iz tečaja fizike: hitrost gibanja V neposredno sorazmerno z razdaljo in obratno sorazmerno s časom gibanja: V = S/T. Tukaj je pot planeta S(njena orbita) je enaka obodu S= 2π R. In čas gibanja T je čas ene revolucije (ali obdobje revolucije). R je polmer razdalje od planeta do Sonca. Če nadomestimo uvedene oznake, dobimo hitrost planeta v orbiti v obliki formule: V= 2π R/T.
Zdaj pa poiščimo pospešek, ki ga doživi naš planet, ko se giblje po krožni orbiti: a= 2π V/T.
Če združimo zadnji dve enačbi, dobimo formulo za pospešek v obliki: a= 4π² R/T².
Takrat lahko preidete na glavno nalogo – iskanje izraza za moč F, ki ustvari pospešek, ki smo ga našli a.
Po zakonu, ki ga je izpeljal sam Newton, je sila enaka zmnožku pospeška telesa z njegovo maso m 1 ; F = a· m ena. Če v to formulo nadomestimo izraz za pridobljeni pospešek, dobimo: F= (4π² R/T²) · m ena. Da bi izločil periodo iz enačbe in izrazil silo le z maso in razdaljo, je Newton uporabil tretji Keplerjev zakon, ki pravi, da so kvadrati krožnih časov planetov okoli Sonca povezani kot kubi njihovih povprečnih razdalj od sonce Kar je v jeziku matematike: R 1 3 /R 2 3 = T 1 2 /T 2 2 . Iz tega zakona je enostavno razumeti, da je razmerje med kubom razdalje in kvadratom obdobja revolucije stalna vrednost. Označimo ga k, potem: R 1 3 /T 1 2 = k, oz T² = R 1 3 /k. Izraz T² v enačbo za silo privlačnosti nadomestimo: F= 4π² k(m 1 /R 12)). Dobili smo matematični izraz zakona inverznega kvadrata. Toda to še ni zakon univerzalne gravitacije. Še vedno se je treba odločiti, kakšen je množitelj k.
Keplerjev tretji zakon kaže, da je vrednost tega faktorja enaka za kateri koli planet, ki kroži okoli Sonca. To pomeni, da je ta koeficient lahko odvisen samo od Sonca kot osrednjega telesa sistema. Nato sila privlačnosti med Soncem in našim planetom z maso m 1 lahko izrazimo z isto enačbo, vendar s solarnim koeficientom k⊙:F = (4π² k⊙/R 12)· m 1 .
Newton je prvi predlagal, da je količina 4π² k⊙ je sorazmeren z maso Sonca, recimo: 4π² k⊙ = gm⊙, kje m⊙ je masa Sonca in G- sorazmernostni koeficient.
Tako bo enačba medsebojne privlačnosti med Soncem in planetom, ki smo ga izbrali, videti takole: F 1 = G((m⊙· m 1)/R 12). Podobno za Sonce in Zemljo: F 2 = G((m⊙· m⊕)/R ⊕ 2).
Kakšna pa je na primer razlika med sistemom Sonce-Zemlja in sistemom Zemlja-Luna? V bistvu nič. Isto osrednje telo, okoli katerega kroži drugo nebesno telo. To pomeni, da mora prej izpeljana enačba veljati tudi za sistem Zemlja-Luna.
Samo mase in razdalje je treba vanj nadomestiti z drugimi ...
Končno je prišel čas, da preidemo na zakon univerzalne gravitacije in ga zapišemo v splošni obliki za kateri koli dve telesi v vesolju: F = G((m ena · m 2)/R 2).
To je približno način, ki ga je bilo treba storiti le formalno, da bi oblikovali največji temeljni zakon narave, imeti pri roki pripravljene formule in natančno poznati smer.
Poznavajoč razdaljo od Zemlje do Lune in pospešek gravitacije na površini našega planeta, je Newton ugotovil pospešek Lune. Ko ga je primerjal s Flamsteedovim natančnim opazovanjem, se je prepričal, da je njegov rezultat zelo blizu resnici.
Leto po pojavu spominov "O gibanju", predvsem zaradi prepričevanja in prepričevanja Halleya, se je najprej pojavil rokopis, nato pa prva knjiga rokopisa, ki jo je Newton imenoval "Matematični principi naravne filozofije".
Sir Isaac je obdelal rudo, ki sem jo izkopal,« je strupeno, čeprav ne brez grenkobe, pripomnil Flamsteed.
Če je on izkopal rudo, potem sem iz nje naredil zlati prstan,« je odvrnil Newton, ki je kljub nenaklonjenosti sporom še manj rad, ko se o njegovem delu govori brez spoštovanja in ima zadnjo besedo v razpravi nasprotnik.
Newton's Principia je bila neverjetna knjiga. »Zaradi svoje prepričljivosti argumentov, podprtih s fizičnimi dokazi, je tej knjigi brez primere v vsej zgodovini znanosti,« piše John Bernal. »V matematičnem smislu se lahko primerja samo z Evklidovimi Elementi, glede globine fizične analize in vpliva na ideje tistega časa pa le z Darwinovim Izvorom vrst.«
Odločilna ugotovitev, da je sila, zaradi katere telesa padajo na Zemljo, enaka sili, zaradi katere se Luna vrti okoli našega planeta, je bila velikega filozofskega pomena.
Izkazalo se je, da so trije osnovni zakoni mehanike in zakon univerzalne gravitacije univerzalni za Zemljo in za nebo. To je še enkrat poudarilo enotnost sveta, ki so ga nekoč filozofi razdelili na dva nezdružljiva dela - zemeljski in nebeški.
Newtonovi principi so brez dodatnih pogojev, hipotez in predpostavk pojasnili gibanje teles v vesolju in na Zemlji. Kljub temu teorija univerzalne gravitacije ni takoj pridobila splošnega priznanja. V Franciji in sami Angliji so dolgo časa uporabljali učbenike, ki so temeljili na pogledih Descartesa.
Za zaključek lahko rečemo, da je bila Luna in ne slavno jabolko tisto, kar je Newtona spodbudilo k oblikovanju teorije gravitacije. Ampak samo "potisnjeno", saj samo teorija gibanja lune ni mogla dati zakona univerzalne gravitacije. Ne bi bilo dovolj prepričljivo. Izvedeni zakon je bilo treba razširiti na druga nebesna telesa. Toda za to je bilo treba dokazati, da ista sila drži planete v njihovih orbitah. Na podlagi hipoteze o univerzalni privlačnosti je Newton matematično dosledno izpeljal Keplerjeve zakone in potrdil harmonično Keplerjevo sliko vesolja. Odslej so se planeti in njihovi sateliti, tudi redki gostje – »glasniki groze« – kometi, podrejali istim zakonom. Odslej so se vsa nebesna telesa gibala po eni sami racionalni shemi.
Strinjajte se, dragi bralec, da je nemogoče zahtevati več od človeka, tudi takega, kot je Newton.
Ob raziskovanju gibanja Lune je prišel do zaključka, da nanjo ne deluje le zemeljska gravitacija. Številne sile so ga odvrnile od poti enakomernega krožnega gibanja. Torej, v času mlaja je naš satelit bližje Soncu za razdaljo premera orbite kot v času polne lune. To pomeni, da se sila sončne privlačnosti spreminja, kar vodi do upočasnjevanja in pospeševanja gibanja lune med mesecem. Poleg tega je Zemlja pozimi bližje Soncu kot poleti. To vpliva tudi na hitrost lune, vendar z enoletnim obdobjem.
Sprememba sončne privlačnosti spremeni eliptičnost lunine orbite, odkloni njeno ravnino, zaradi česar se le-ta počasi vrti.
Izredno težko je razviti teorijo gibanja Lune v celoti, v vseh podrobnostih, to je izračunati trajektorijo našega satelita, pri čemer je treba upoštevati privlačnost ne le Zemlje, ampak tudi Sonca. To je slavni v zgodovini astronomije "problem treh teles" ... Problem, ki je imel veliko vlogo pri razvoju in oblikovanju teoretične "gravitacijske astronomije", ki se je spremenila v široko vejo znanosti, imenovano "nebesna mehanika". ".
Keplerju je uspelo odkriti svoje čudovite zakone gibanja planetov le zato, ker je masa Sonca večkrat večja od mase vseh planetov (približno 750-krat). Zato je vpliv planetov drug na drugega neprimerljivo manjši od vpliva osrednjega svetila. Pravzaprav je v prvem približku mogoče upoštevati gibanje vsakega planeta, ne da bi bili pozorni na obstoj drugih članov sončne družine. Samo planet in Sonce, potem pa gre za »problem dveh teles«, katerega rešitev je razmeroma enostavna.
Beseda "relativno" tukaj ni naključna, saj se verjetno spomnite, da Kepler, ko je problem praktično rešil, ni mogel pojasniti, zakaj se nebesna telesa gibljejo po eliptičnih orbitah. Newton je jasno ponovil pogoje "problema dveh teles" in ga zelo elegantno rešil. Dokazal je, da bo "pod delovanjem sile medsebojne gravitacije, ki se spreminja obratno s kvadratom razdalje, eno telo okoli drugega opisalo stožnice - elipso, parabolo ali hiperbolo, odvisno od začetne hitrosti."
Newtonova rešitev je približna. Pogojem velja dodati še vpliv tretjega telesa, saj postane naloga neverjetno zapletena. Newton je bil prvi, ki je to razumel in njemu pripada čast, da je formuliral "problem treh teles". Vendar ga tudi on ni mogel rešiti.
Mnogi so se tega lotevali v prihodnosti, a šele leta 1912 je finski matematik Sundman uspel dobiti prvo rešitev "problema treh teles" v obliki tako imenovanega neskončnega niza. Žal ta zapletena teoretična rešitev v praksi ne daje skoraj nič. Medtem pa je danes, v dobi razvoja astronavtike, "problem treh teles" še posebej pomemben. In, sodeč po uspehu poletov sovjetskih avtomatskih medplanetarnih postaj, razumete, da se rešuje in rešuje se precej dobro. Toda to se doseže z velikimi težavami in le s pomočjo tako čudovitih človeških pomočnikov, kot so elektronski računski stroji.
Newton je rešil še en izjemno zanimiv problem. Primerjal je privlačno silo enih teles na drugih s privlačno silo Lune na Zemljo in ugotovil na primer, kolikokrat je Sonce ali Jupiter težji od Zemlje. Mase Sonca in vseh njemu znanih planetov ter njihovih satelitov je ocenil v enotah mase našega planeta! To je bil izjemen dosežek briljantnega znanstvenika.
Vse Newtonove ideje niso prejele brezpogojnega priznanja. Zanimiv spor, ki je nastal med angleškimi in francoskimi astronomi o obliki Zemlje. Začelo se je z dejstvom, da je leta 1671 francoska astronomska odprava odšla na ekvator, da bi opazovala zvezde na temnem nebu brez oblakov. A slavo odpravi je prineslo še eno, povsem naključno odkritje. Za merjenje časa med opazovanji je astronom Richet, eden od članov odprave, iz Francije vzel s seboj uro z nihalom. Ob prihodu v Cayenne je Richet opazil, da je ura začela zaostajati za dan za dve minuti. Nihalo sem moral skrajšati. Vendar pa je ob vrnitvi v Pariz ura "stekla", spet za dve minuti pred pravim časom. Richet je razmišljal o tem in prišel do zaključka, da na ekvatorju centrifugalna sila zmanjšuje gravitacijo.
Newton se s tako trditvijo ni mogel strinjati. Če poznamo polmer Zemlje in hitrost njenega vrtenja, je centrifugalno silo težko izračunati. Izkazalo se je, da je veliko manjša, kot je bilo potrebno za razlago poskusa z nihalom.
Glede na to vprašanje je Newton izvedel miselni poskus. »Vzemimo,« si je rekel, »da imamo dva jaška. Ena - od pola do središča Zemlje, druga - od ekvatorja do središča. Oba jaška napolnimo z vodo. Ker pa se Zemlja vrti, obstaja tudi centripetalna sila na ekvatorju. To pomeni, da mora biti teža vode v ekvatorialnem rudniku večja kot v polarnem. In to pomeni, da bi moralo biti tam več vode. Če pa sta oba rudnika od površine do središča, mora biti polmer Zemlje vzdolž ekvatorja večji od polmera polarnega. Newton je izračunal razliko in dobil približno 24 kilometrov. To ga je pripeljalo do ideje, da je bila Zemlja nekoč, na začetku svojega nastanka, plastična. Zaradi rotacije se je njeno telo sploščilo ...
Približno v istem času so se francoski astronomi lotili merjenja loka poldnevnika. Odprave so delale na različnih zemljepisnih širinah in posledično prišle do zaključka, da Zemlja ni sploščena na polih, ampak je, nasprotno, podolgovata. Francozi na splošno dolgo časa niso priznavali Newtonovih pogledov, raje so imeli filozofijo svojega rojaka Descartesa. Na koncu so šla razhajanja v mnenjih tako daleč, da so vzbudila posmeh duhovitega Voltaira. Takole je zapisal leta 1730 v svojih pismih iz Londona v angleščini:
»Francoz, ki gre v London, ugotovi, da se je v filozofiji vse popolnoma spremenilo - tako kot v vsem drugem. Tam je zapustil napolnjen svet, tukaj ga je našel praznega. V Parizu ste videli vesolje, polno krožnih vrtincev najfinejše snovi, v Londonu ne vidite ničesar od tega. Za Francoze pritisk Lune povzroči dvig plime in oseke na morju, za Angleže pa morje privlači Luno ...
Poleg tega lahko opazite, da Sonce, ki v Franciji ne posega v to zadevo, tu prinese svoj četrti del. Pri kartezijancih se vse zgodi zaradi pritiska, kar pa je samo po sebi nerazumljivo. Pri monsieurju Newtonu se vse zgodi zaradi privlačnosti, katere vzrok ni nič bolj znan. V Parizu je zemlja oblikovana kot melona, v Londonu je na polih sploščena.
Vendar ta sarkazem ni preprečil, da bi Voltaire v svojem posebnem eseju "Elementi Newtonove filozofije" briljantno povedal o bistvu Newtonove teorije in postal goreč propagandist Newtonovih idej v svoji domovini.
Za rešitev sporov o obliki našega planeta so bile potrebne nove natančne študije in meritve Zemlje. Francoska akademija je opremila dve novi odpravi. Eden - v Peruju, drugi - na Laponskem. Rezultati njihovega dela so potrdili pravilnost Newtona.
S pomočjo istega razmišljanja je Newton dokazal tudi sploščenost Jupitra. Še več, ker se velikanski planet vrti hitreje od Zemlje, mora biti tudi močneje stisnjen na polih.
Od objave "Načel" so minila le štiri leta - in to Newtonovo izjavo je potrdilo opazovanje ...
Newton se je ukvarjal tudi z vprašanjem "malih lun".
Naredimo še en miselni eksperiment. Na vrh gore bomo namestili top in začeli streljati iz njega ter pošiljati granate vzporedno z zemeljsko površino. Če je naboj majhen, projektil leti počasi in pade, kot se nam zdi, na površino vzdolž parabole, katere žarišče je blizu vrha gore. Pravzaprav je pot padca izstrelka elipsa, katere drugo žarišče je v središču Zemlje. Na majhnem odseku poti je zelo težko razlikovati med parabolo in elipso.
Če povečate naboj in daste projektilu večjo hitrost, bo letel okoli Zemlje v krožni orbiti, kot je Luna, in postal satelit našega planeta. Če se začetna hitrost leta vedno bolj povečuje, bo tirnica izstrelka zaporedno najprej elipsa z najbližjim žariščem v središču Zemlje, nato velikanska parabola in nazadnje hiperbola. V slednjem primeru bo projektil za vedno zapustil Zemljo in odšel v vesolje. Hitrost pobega je enostavno izračunati. In seveda razumete, kako pomembni so takšni izračuni v našem času.
Opombe
Po sodobnih podatkih je razlika med ekvatorialnim in polarnim polmerom Zemlje nekaj več kot 21 kilometrov.
Descartes je svoja dela latinsko podpisoval z imenom Cartesius, zato so zagovornike njegovih naukov imenovali kartezijanci.
Sir Isaac Newton, ki je bil udarjen z jabolkom po glavi, je izpeljal zakon univerzalne gravitacije, ki se glasi:
Kateri koli dve telesi se med seboj privlačita s silo, ki je premo sorazmerna zmnožku mas teles in obratno sorazmerna s kvadratom razdalje med njima:
F = (Gm 1 m 2)/R 2 , kjer je
m1, m2- mase teles
R- razdalja med središči teles
G \u003d 6,67 10 -11 Nm 2 / kg- konstantno
Določimo pospešek prostega pada na površini Zemlje:
F g = m telo g = (Gm telo m Zemlja)/R 2
R (polmer Zemlje) = 6,38 10 6 m
m Zemlja = 5,97 10 24 kg
m telo g = (Gm telo m Zemlja)/R 2 ali g \u003d (Gm Zemlja) / R 2
Upoštevajte, da gravitacijski pospešek ni odvisen od mase telesa!
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
Prej smo rekli, da se imenuje sila gravitacije (gravitacijska privlačnost). tehtanje.
Na površju Zemlje imata teža in masa telesa enak pomen. Toda ko se boste oddaljili od Zemlje, se bo teža telesa zmanjšala (ker se bo razdalja med središčem Zemlje in telesom povečala), masa pa bo ostala nespremenjena (ker je masa izraz vztrajnosti telesa). telo). Masa se meri v kilogramov, teža - v newtonov.
Zahvaljujoč gravitacijski sili se nebesna telesa vrtijo glede na drugo: Luna okoli Zemlje; Zemlja okoli Sonca; Sonce okoli središča naše Galaksije itd. V tem primeru telesa drži centrifugalna sila, ki jo zagotavlja sila gravitacije.
Enako velja za umetna telesa (satelite), ki se vrtijo okoli Zemlje. Krožnica, po kateri kroži satelit, se imenuje rotacijska orbita.
V tem primeru na satelit deluje centrifugalna sila:
F c \u003d (m satelit V 2) / R
Gravitacijska sila:
F g \u003d (Gm satelit m Zemlje) / R 2
F c \u003d F g \u003d (m satelit V 2) / R \u003d (Gm satelit m Zemlja) / R 2
V2 = (Gm Zemlja)/R; V = √(Gm Zemlja)/R
S to formulo lahko izračunate hitrost katerega koli telesa, ki se vrti v orbiti s polmerom R okoli Zemlje.
Naravni satelit Zemlje je Luna. Določimo njegovo linearno hitrost v orbiti:
Masa Zemlje = 5,97 10 24 kg
R je razdalja med središčem zemlje in središčem lune. Za določitev te razdalje moramo sešteti tri količine: polmer Zemlje; polmer lune; razdalja od zemlje do lune.
R luna = 1738 km = 1,74 10 6 m
R zemlja \u003d 6371 km \u003d 6,37 10 6 m
R zl \u003d 384400 km \u003d 384,4 10 6 m
Skupna razdalja med središči planetov: R = 392,5 10 6 m
Linearna hitrost lune:
V \u003d √ (Gm Zemlje) / R \u003d √6,67 10 -11 5,98 10 24 / 392,5 10 6 \u003d 1000 m / s = 3600 km / h
Luna se giblje po krožnici okoli Zemlje z linearno hitrostjo 3600 km/h!
Določimo zdaj obdobje revolucije Lune okoli Zemlje. V obdobju revolucije Luna premaga razdaljo, ki je enaka dolžini orbite - 2πR. Orbitalna hitrost lune: V = 2πR/T; po drugi strani: V = √(Gm Zemlja)/R:
2πR/T = √(Gm Zemlja)/R torej T = 2π√R 3 /Gm Zemlja
T \u003d 6,28 √ (60,7 10 24) / 6,67 10 -11 5,98 10 24 \u003d 3,9 10 5 s
Obdobje Lune okoli Zemlje je 2.449.200 sekund ali 40.820 minut ali 680 ur ali 28,3 dni.
1. Navpična rotacija
Prej je bil v cirkusih zelo priljubljen trik, v katerem je kolesar (motorist) naredil polni zavoj znotraj kroga, ki se nahaja navpično.
Kolikšno najmanjšo hitrost mora imeti prevarant, da ne pade na najvišjo točko?
Da preteče zgornjo točko brez padca, mora imeti telo hitrost, ki ustvarja takšno centrifugalno silo, ki bi kompenzirala silo gravitacije.
Centrifugalna sila: F c \u003d mV 2 / R
Gravitacija: F g = mg
F c \u003d F g; mV 2 /R = mg; V = √Rg
In še enkrat, upoštevajte, da v izračunih ni telesne mase! Vedeti je treba, da je to hitrost, ki bi jo telo moralo imeti na vrhu!
Recimo, da je v cirkuški areni postavljen krog s polmerom 10 metrov. Izračunajmo varno hitrost za trik:
V = √Rg = √10 9,8 = 10 m/s = 36 km/h
Aristotel je trdil, da masivni predmeti padejo na tla hitreje kot lahki.
Galileo je v začetku 17. stoletja pokazal, da vsi predmeti padajo "na enak način". Približno v istem času se je Kepler spraševal, zakaj se planeti premikajo po svojih orbitah. Morda je to magnetizem? Isaac Newton, ki je delal na "", je vsa ta gibanja zmanjšal na delovanje ene same sile, imenovane gravitacija, ki se ravna po preprostih univerzalnih zakonih.
Galileo je eksperimentalno pokazal, da je pot, ki jo prehodi telo, ki pada pod vplivom gravitacije, sorazmerna s kvadratom časa padanja: krogla, ki pada dve sekundi, bo potovala štirikrat dlje kot isti predmet za eno sekundo. Galileo je tudi pokazal, da je hitrost neposredno sorazmerna s časom padca, in iz tega sklepal, da topovska krogla leti po parabolični tirnici - eni od vrst stožčastih presekov, kot so elipse, po katerih se po Keplerju gibljejo planeti. . Toda od kod ta povezava?
Ko se je Univerza v Cambridgeu med veliko kugo sredi šestdesetih let 16. stoletja zaprla, se je Newton vrnil v družinsko hišo in tam oblikoval svoj gravitacijski zakon, čeprav ga je skrival še nadaljnjih 20 let. (Zgodba o padlem jabolku ni bila slišana, dokler Newton, star 80 let, ni povedal zgodbe po veliki večerji.)
Predlagal je, da vsi predmeti v vesolju ustvarjajo gravitacijsko silo, ki privlači druge predmete (tako kot jabolko privlači Zemlja), in prav ta gravitacijska sila določa trajektorije, po katerih se gibljejo zvezde, planeti in druga nebesna telesa v vesolju.
V svojih poznih dneh je Isaac Newton povedal, kako se je to zgodilo: sprehajal se je po jablanovem sadovnjaku na posestvu svojih staršev in nenadoma zagledal luno na dnevnem nebu. In tik pred njegovimi očmi se je jabolko odlomilo z veje in padlo na tla. Ker se je Newton hkrati ukvarjal z zakoni gibanja, je že vedel, da je jabolko padlo pod vplivom gravitacijskega polja Zemlje. Vedel je tudi, da Luna ne visi samo na nebu, ampak se vrti v orbiti okoli Zemlje, zato nanjo deluje nekakšna sila, ki ji preprečuje, da bi se iztrgala iz orbite in odletela v ravni liniji. , v odprt prostor. Potem se mu je zazdelo, da je morda ista sila tista, zaradi katere jabolko pade na zemljo in luna ostane v orbiti okoli Zemlje.
Inverzni kvadratni zakon
Newton je lahko izračunal velikost Luninega pospeška pod vplivom Zemljine gravitacije in ugotovil, da je tisočkrat manjši od pospeška predmetov (istega jabolka) blizu Zemlje. Kako je to mogoče, če se gibljejo pod vplivom iste sile?
Newtonova razlaga je bila, da gravitacija slabi z razdaljo. Predmet na površju Zemlje je 60-krat bližje središču planeta kot Luna. Privlačnost v orbiti lune je 1/3600 ali 1/602 tega, kar deluje na jabolko. Tako je sila privlačnosti med dvema telesoma – pa naj bo to Zemlja in jabolko, Zemlja in Luna ali Sonce in komet – obratno sorazmerna s kvadratom razdalje, ki ju ločuje. Podvojite razdaljo in sila pade za faktor štiri, potrojite in sila postane devetkrat manjša itd. Sila je odvisna tudi od mase predmetov – večja kot je masa, močnejša je gravitacija.
Zakon univerzalne gravitacije lahko zapišemo kot formulo:
F = G(Mm/r2).
Kje: Gravitacijska sila je enaka zmnožku večje mase M in manj teže m deljeno s kvadratom razdalje med njima r2 in pomnoženo z gravitacijsko konstanto, označeno z veliko začetnico G(male črke g označuje pospešek, ki ga povzroča gravitacija).
Ta konstanta določa privlačnost med katerima koli masama kjer koli v vesolju. Leta 1789 so jo uporabili za izračun mase Zemlje (6 1024 kg). Newtonovi zakoni so čudoviti pri napovedovanju sil in gibanja v sistemu dveh teles. Ko pa je dodana še tretja, postane vse veliko bolj zapleteno in pripelje (po 300 letih) do matematike kaosa.