Sistem gravitasi universal. Hukum dan kekuatan gravitasi universal

Anda telah mengetahui bahwa ada gaya tarik menarik di antara semua benda, yang disebut kekuatan gravitasi universal.

Tindakan mereka diwujudkan, misalnya, dalam kenyataan bahwa benda-benda jatuh ke Bumi, Bulan berputar mengelilingi Bumi, dan planet-planet berputar mengelilingi Matahari. Jika gaya gravitasi menghilang, Bumi akan terbang menjauhi Matahari (Gbr. 14.1).

Hukum gravitasi universal dirumuskan pada paruh kedua abad ke-17 oleh Isaac Newton.
Dua titik material bermassa m 1 dan m 2 yang terletak pada jarak R ditarik tarik menarik dengan gaya yang berbanding lurus dengan hasil kali massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya. Modulus masing-masing gaya

Faktor proporsionalitas G disebut konstanta gravitasi. (Dari bahasa Latin "gravitas" - berat.) Pengukuran menunjukkan hal itu

G = 6,67*10 -11 N*m2/kg2. (2)

Hukum gravitasi universal mengungkap hal lain properti penting massa benda: ini bukan hanya ukuran kelembaman benda, tetapi juga sifat gravitasinya.

1. Berapakah gaya tarik menarik antara dua titik material yang masing-masing bermassa 1 kg dan terletak pada jarak 1 m satu sama lain? Berapa kali gaya ini lebih besar atau lebih kecil dari berat seekor nyamuk yang massanya 2,5 mg?

Nilai konstanta gravitasi yang begitu kecil menjelaskan mengapa kita tidak memperhatikan adanya tarikan gravitasi antara benda-benda di sekitar kita.

Gaya gravitasi memanifestasikan dirinya secara nyata hanya ketika setidaknya salah satu benda yang berinteraksi memiliki massa yang sangat besar - misalnya, bintang atau planet.

3. Bagaimana gaya tarik menarik antara dua titik material berubah jika jarak antara keduanya diperbesar 3 kali lipat?

4. Dua titik material bermassa m masing-masing ditarik dengan gaya F. Berapakah gaya tarik menarik titik material bermassa 2m dan 3m yang terletak pada jarak yang sama?

2. Pergerakan planet mengelilingi Matahari

Jarak Matahari ke planet mana pun berkali-kali lipat lebih besar daripada ukuran Matahari dan planet tersebut. Oleh karena itu, ketika mempertimbangkan pergerakan planet, mereka dapat dianggap sebagai titik material. Oleh karena itu, gaya tarik menarik planet terhadap Matahari

dimana m adalah massa planet, M adalah massa Matahari, R adalah jarak Matahari ke planet.

Kita asumsikan bahwa planet bergerak mengelilingi Matahari secara seragam dalam lingkaran. Maka kecepatan pergerakan planet dapat diketahui jika kita memperhitungkan bahwa percepatan planet a = v 2 /R disebabkan oleh aksi gaya gravitasi F Matahari dan fakta bahwa menurut hukum kedua Newton , F = bu.

5. Buktikan kecepatan planet

semakin besar radius orbit, semakin lambat kecepatan planet.

6. Jari-jari orbit Saturnus kira-kira 9 kali lebih besar dari jari-jari orbit Bumi. Temukan secara lisan berapa kira-kira kecepatan Saturnus jika Bumi bergerak pada orbitnya dengan kecepatan 30 km/s?

Dalam waktu yang sama dengan satu periode orbit T, planet yang bergerak dengan kecepatan v menempuh jarak sama dengan panjangnya lingkaran berjari-jari R.

7. Buktikan periode orbit planet tersebut

Dari rumus ini berikut ini semakin besar jari-jari orbitnya, semakin lama periode orbit planet tersebut.

9. Buktikan hal tersebut untuk semua planet tata surya

Petunjuk. Gunakan rumus (5).
Dari rumus (6) berikut ini Untuk semua planet di Tata Surya, perbandingan pangkat tiga jari-jari orbit dengan kuadrat periode orbit adalah sama. Pola ini (disebut hukum ketiga Kepler) ditemukan oleh ilmuwan Jerman Johannes Kepler berdasarkan hasil pengamatan bertahun-tahun oleh astronom Denmark Tycho Brahe.

3. Syarat-syarat berlakunya rumus hukum gravitasi universal

Newton membuktikan rumus itu

F = G(m 1 m 2 /R 2)

Untuk gaya tarik menarik antara dua titik material, Anda juga dapat menggunakan:
– untuk bola dan bola homogen (R adalah jarak antara pusat bola atau bola, Gambar 14.2, a);

– untuk bola (bola) homogen dan titik material (R adalah jarak dari pusat bola (bola) ke titik material, Gambar 14.2, b).

4. Gravitasi dan hukum gravitasi universal

Kondisi kedua di atas berarti bahwa dengan menggunakan rumus (1) Anda dapat menemukan gaya tarik-menarik suatu benda berbentuk apa pun terhadap bola homogen, yang jauh lebih besar dari benda tersebut. Oleh karena itu, dengan menggunakan rumus (1), kita dapat menghitung gaya tarik menarik benda yang terletak di permukaannya ke Bumi (Gbr. 14.3, a). Kami mendapatkan ekspresi gravitasi:

(Bumi bukanlah bola homogen, namun dapat dianggap simetris secara bola. Hal ini cukup untuk kemungkinan penerapan rumus (1).)

10. Buktikan bahwa dekat permukaan bumi

Dimana M Bumi adalah massa Bumi, R Bumi adalah jari-jarinya.
Petunjuk. Gunakan rumus (7) dan fakta bahwa F t = mg.

Dengan menggunakan rumus (1), Anda dapat mencari percepatan gravitasi pada ketinggian h di atas permukaan bumi (Gbr. 14.3, b).

11. Buktikan itu

12. Berapakah percepatan gravitasi pada ketinggian di atas permukaan bumi sama dengan jari-jarinya?

13. Berapa kali percepatan gravitasi di permukaan Bulan lebih kecil dibandingkan di permukaan bumi?
Petunjuk. Gunakan rumus (8), yang mengganti massa dan jari-jari Bumi dengan massa dan jari-jari Bulan.

14. Jari-jari bintang katai putih bisa sama dengan jari-jari Bumi, dan massanya bisa sama dengan massa Matahari. Berapa berat satu kilogram berat di permukaan “kurcaci” tersebut?

5. Kecepatan lepas pertama

Mari kita bayangkan hal itu gunung yang tinggi Mereka memasang meriam besar dan menembakkannya ke arah horizontal (Gbr. 14.4).

Semakin besar kecepatan awal proyektil maka akan semakin jauh jatuhnya. Ia tidak akan jatuh sama sekali jika kecepatan awalnya dipilih sehingga bergerak mengelilingi bumi dalam lingkaran. Terbang dalam orbit melingkar, proyektil tersebut kemudian akan menjadi satelit buatan Bumi.

Biarkan proyektil satelit kita bergerak pada orbit rendah Bumi (inilah sebutan untuk orbit yang jari-jarinya dapat diambil sama dengan jari-jari Bumi R Bumi).
Pada gerak beraturan melingkar, satelit bergerak dengan percepatan sentripetal a = v2/Bumi, dimana v adalah kecepatan satelit. Percepatan ini disebabkan oleh aksi gravitasi. Akibatnya, satelit bergerak dengan percepatan gravitasi yang diarahkan ke pusat bumi (Gbr. 14.4). Oleh karena itu a = g.

15. Buktikan bahwa ketika bergerak pada orbit rendah Bumi, kecepatan satelit

Petunjuk. Gunakan rumus a = v 2 /r untuk percepatan sentripetal dan fakta bahwa ketika bergerak dalam orbit berjari-jari R Bumi, percepatan satelit sama dengan percepatan gravitasi.

Kecepatan v 1 yang harus diberikan pada suatu benda agar benda tersebut dapat bergerak di bawah pengaruh gravitasi dalam orbit melingkar dekat permukaan bumi disebut kecepatan lepas pertama. Kecepatannya kira-kira sama dengan 8 km/s.

16. Nyatakan kecepatan lepas pertama dalam konstanta gravitasi, massa, dan jari-jari bumi.

Petunjuk. Pada rumus yang didapat pada tugas sebelumnya, ganti massa dan jari-jari Bumi dengan massa dan jari-jari Bulan.

Agar suatu benda dapat meninggalkan sekitar Bumi selamanya, ia harus diberi kecepatan kurang lebih 11,2 km/s. Ini disebut kecepatan lepas kedua.

6. Bagaimana konstanta gravitasi diukur

Jika kita asumsikan percepatan gravitasi g di dekat permukaan bumi, diketahui massa dan jari-jari bumi, maka nilai konstanta gravitasi G dapat dengan mudah ditentukan dengan menggunakan rumus (7). Namun masalahnya, hingga akhir abad ke-18 massa bumi belum dapat diukur.

Oleh karena itu, untuk mencari nilai konstanta gravitasi G, perlu dilakukan pengukuran gaya tarik menarik dua benda yang diketahui massanya dan terletak pada jarak tertentu satu sama lain. Pada akhir abad ke-18, ilmuwan Inggris Henry Cavendish mampu melakukan eksperimen semacam itu.

Dia menggantungkan batang horizontal ringan dengan bola logam kecil a dan b pada benang elastis tipis dan, dengan menggunakan sudut putaran benang, mengukur gaya tarik menarik yang bekerja pada bola-bola ini dari bola logam besar A dan B (Gbr. 14.5). Ilmuwan mengukur sudut kecil rotasi benang dengan perpindahan “kelinci” dari cermin yang menempel pada benang.

Eksperimen Cavendish secara kiasan disebut "penimbangan Bumi" karena eksperimen ini untuk pertama kalinya memungkinkan pengukuran massa Bumi.

18. Nyatakan massa bumi dalam G, g dan R Bumi.

Pertanyaan dan tugas tambahan

19. Dua kapal bermassa masing-masing 6000 ton ditarik dengan gaya sebesar 2 mN. Berapa jarak antar kapal?

20. Dengan kekuatan apa Matahari menarik Bumi?

21. Dengan gaya berapakah seseorang yang bermassa 60 kg menarik Matahari?

22. Berapa percepatan gravitasi pada jarak dari permukaan bumi sama dengan diameternya?

23. Berapa kali percepatan gravitasi Bulan akibat gravitasi bumi lebih kecil dari percepatan gravitasi di permukaan bumi?

24. Percepatan jatuh bebas di permukaan Mars 2,65 kali lebih kecil dibandingkan percepatan jatuh bebas di permukaan bumi. Jari-jari Mars kira-kira 3400 km. Berapa kali massa Mars lebih kecil dari massa Bumi?

25. Berapa periode orbit satelit bumi buatan yang berada pada orbit rendah bumi?

26. Berapa kecepatan lepas pertama Mars? Massa Mars adalah 6,4 * 10 23 kg dan radiusnya 3400 km.

Saya memutuskan, dengan kemampuan terbaik saya, untuk memikirkan pencahayaan lebih detail. warisan ilmiah Akademisi Nikolai Viktorovich Levashov, karena saya melihat karyanya saat ini belum diminati sebagaimana mestinya dalam masyarakat yang benar-benar bebas dan berakal sehat. Orang-orang masih tidak mengerti nilai dan pentingnya buku-buku dan artikel-artikelnya, karena mereka tidak menyadari tingkat penipuan yang telah kita jalani selama beberapa abad terakhir; tidak memahami bahwa informasi tentang alam, yang kita anggap familiar dan karena itu benar, adalah informasi yang benar 100% salah; dan hal-hal tersebut sengaja dipaksakan kepada kami untuk menyembunyikan kebenaran dan mencegah kami berkembang ke arah yang benar...

Hukum Gravitasi

Mengapa kita perlu menghadapi gravitasi ini? Bukankah ada hal lain yang kita ketahui tentang dia? Ayo! Kita sudah tahu banyak tentang gravitasi! Misalnya, Wikipedia dengan baik hati memberi tahu kami hal itu « Gaya berat (daya tarik, di seluruh dunia, gaya berat) (dari bahasa Latin gravitas - "gravitasi") - interaksi fundamental universal antara semua benda material. Dalam perkiraan kecepatan rendah dan interaksi gravitasi lemah dijelaskan oleh teori gravitasi Newton, dalam kasus umum dijelaskan teori umum Relativitas Einstein..." Itu. sederhananya, obrolan di Internet ini mengatakan bahwa gravitasi adalah interaksi antara semua benda material, dan bahkan lebih sederhana lagi - ketertarikan bersama badan material satu sama lain.

Kami berhutang pendapat seperti itu kepada Kamerad. Isaac Newton, yang berjasa atas penemuannya pada tahun 1687 "Hukum Gravitasi Universal", yang menyatakan bahwa semua benda dianggap tertarik satu sama lain sebanding dengan massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya. Kabar baiknya adalah Kamerad itu. Isaac Newton digambarkan di Pedia sebagai ilmuwan berpendidikan tinggi, tidak seperti Kamerad. , yang dikreditkan dengan penemuan tersebut listrik…

Menarik untuk mencermati dimensi “Force of Attraction” atau “Gaya Gravitasi” yang berikut ini dari Kawan. Isaac Newton, mempunyai bentuk sebagai berikut: F=m 1 *m 2 /r 2

Pembilangnya adalah hasil kali massa dua benda. Ini menghasilkan dimensi “kilogram kuadrat” - kilogram 2. Penyebutnya adalah “jarak” kuadrat, yaitu. meter persegi - m 2. Namun kekuatan tidak diukur dengan aneh kg 2 /m 2, dan tidak kalah anehnya kg*m/dtk 2! Ternyata ada inkonsistensi. Untuk menghilangkannya, “ilmuwan” menemukan koefisien, yang disebut. "konstanta gravitasi" G , sama dengan kira-kira 6,67545×10 −11 m³/(kg · s²). Jika sekarang kita mengalikan semuanya, kita mendapatkan dimensi “Gravitasi” yang benar kg*m/dtk 2, dan abracadabra ini disebut dalam fisika "newton", yaitu gaya dalam fisika masa kini diukur dalam "".

Aku ingin tahu apa arti fisik memiliki koefisien G , untuk sesuatu yang mengurangi hasilnya 600 miliaran kali? Tidak ada! Para “ilmuwan” menyebutnya sebagai “koefisien proporsionalitas.” Dan mereka memperkenalkannya untuk penyesuaian dimensi dan hasil yang paling diinginkan! Ilmu seperti inilah yang kita miliki saat ini... Perlu dicatat bahwa, untuk membingungkan para ilmuwan dan menyembunyikan kontradiksi, sistem pengukuran dalam fisika diubah beberapa kali - yang disebut. "sistem satuan". Berikut nama beberapa diantaranya yang saling menggantikan seiring dengan kebutuhan untuk membuat kamuflase baru: MTS, MKGSS, SGS, SI...

Menarik untuk ditanyakan kepada kawan. Ishak : a bagaimana dia menebaknya bahwa ada proses alami yang menarik benda satu sama lain? Bagaimana dia menebaknya, bahwa “Gaya tarik-menarik” sebanding dengan hasil kali massa dua benda, dan bukan dengan jumlah atau selisihnya? Bagaimana apakah dia berhasil memahami bahwa Gaya ini berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar benda, dan bukan dengan pangkat tiga, penggandaan, atau pecahan? Di mana di kawan tebakan yang tidak bisa dijelaskan muncul 350 tahun yang lalu? Lagi pula, dia tidak melakukan eksperimen apa pun di bidang ini! Dan, jika Anda mempercayai versi sejarah tradisional, pada masa itu bahkan para penguasa belum sepenuhnya jujur, tetapi inilah wawasan yang sangat fantastis dan tidak dapat dijelaskan! Di mana?

Ya entah dari mana! Kawan Isaac tidak tahu tentang hal seperti itu dan tidak menyelidiki hal seperti itu dan tidak terbuka. Mengapa? Karena pada kenyataannya proses fisik” daya tarik telp" satu sama lain tidak ada dan oleh karena itu, tidak ada Undang-undang yang menjelaskan proses ini (hal ini akan dibuktikan secara meyakinkan di bawah)! Kenyataannya, Kamerad Newton dalam kata-kata kami yang tidak jelas, sederhananya diatribusikan penemuan hukum “Gravitasi Universal”, sekaligus memberinya gelar “salah satu pencipta fisika klasik”; dengan cara yang sama seperti pada suatu waktu mereka dikaitkan dengan kawan. Bene Franklin siapa yang punya 2 kelas pendidikan. Di “Eropa Abad Pertengahan” hal ini tidak terjadi: terdapat ketegangan besar tidak hanya dengan ilmu pengetahuan, namun juga dengan kehidupan...

Namun, untungnya bagi kami, pada akhir abad yang lalu, ilmuwan Rusia Nikolai Levashov menulis beberapa buku di mana ia memberikan “abjad dan tata bahasa” pengetahuan yang tidak terdistorsi; mengembalikan paradigma ilmiah yang sebelumnya hancur kepada penduduk bumi, dengan bantuannya dijelaskan dengan mudah hampir semua misteri alam duniawi yang “tidak terpecahkan”; menjelaskan dasar-dasar struktur Alam Semesta; menunjukkan dalam kondisi apa di semua planet di mana kondisi perlu dan cukup muncul, Kehidupan- benda hidup. Dijelaskan materi apa yang bisa dianggap hidup, dan apa arti fisik proses alami disebut kehidupan" Dia lebih lanjut menjelaskan kapan dan dalam kondisi apa “materi hidup” memperolehnya Intelijen, yaitu menyadari keberadaannya - menjadi cerdas. Nikolay Viktorovich Levashov menyampaikan banyak hal kepada orang-orang dalam buku dan filmnya pengetahuan yang tidak terdistorsi. Antara lain dia menjelaskan apa "gaya berat", dari mana asalnya, cara kerjanya, apa arti fisik sebenarnya. Sebagian besar dari semua ini ditulis dalam buku dan. Sekarang mari kita lihat “Hukum Gravitasi Universal”...

“Hukum gravitasi universal” adalah sebuah fiksi!

Mengapa saya begitu berani dan percaya diri mengkritik fisika, “penemuan” Kamerad. Isaac Newton dan “Hukum Gravitasi Universal” yang “hebat” itu sendiri? Ya, karena “Hukum” ini adalah fiksi! Tipu muslihat! Fiksi! Penipuan dalam skala global untuk membawa ilmu pengetahuan duniawi ke jalan buntu! Penipuan yang sama dengan tujuan yang sama dengan “Teori Relativitas” yang terkenal kejam oleh Kamerad. Einstein.

Bukti? Jika Anda berkenan, ini dia: sangat tepat, tegas dan meyakinkan. Mereka dijelaskan dengan luar biasa oleh penulis O.Kh. Derevensky dalam artikelnya yang luar biasa. Karena artikelnya cukup panjang, saya akan memberikannya di sini versi pendek beberapa bukti kepalsuan “Hukum Gravitasi Universal”, dan warga yang tertarik dengan detailnya akan membaca sendiri sisanya.

1. Di Tenaga Surya kita sistem Hanya planet dan Bulan, satelit Bumi, yang memiliki gravitasi. Satelit di planet lain, dan jumlahnya lebih dari enam lusin, tidak memiliki gravitasi! Informasi ini sepenuhnya terbuka, tetapi tidak diiklankan oleh orang-orang “ilmiah”, karena tidak dapat dijelaskan dari sudut pandang “sains” mereka. Itu. B HAI Sebagian besar benda di tata surya kita tidak memiliki gravitasi - mereka tidak saling tarik menarik! Dan ini sepenuhnya menyangkal “Hukum Gravitasi Universal”.

2. Pengalaman Henry Cavendish daya tarik ingot masif satu sama lain dianggap sebagai bukti tak terbantahkan adanya daya tarik antar benda. Namun, meski sederhana, pengalaman ini belum direproduksi secara terbuka di mana pun. Rupanya karena tidak memberikan efek seperti yang pernah diumumkan sebagian orang. Itu. Saat ini, dengan kemungkinan verifikasi yang ketat, pengalaman tidak menunjukkan adanya ketertarikan antar badan!

3. Peluncuran satelit buatan ke orbit di sekitar asteroid. Pertengahan Februari 2000 Amerika mengirim pesawat luar angkasa DI DEKAT cukup dekat dengan asteroid Eros, menyamakan kecepatan dan mulai menunggu wahana ditangkap oleh gravitasi Eros, yaitu. ketika satelit tertarik secara perlahan oleh gravitasi asteroid.

Namun entah kenapa kencan pertama tidak berjalan dengan baik. Upaya kedua dan selanjutnya untuk menyerah kepada Eros memiliki dampak yang persis sama: Eros tidak ingin menarik penyelidikan Amerika DI DEKAT, dan tanpa dukungan mesin tambahan, probe tidak akan berada di dekat Eros . Tanggal kosmik ini berakhir tanpa hasil. Itu. tidak ada daya tarik antara probe dan ground 805 kg dan asteroid yang beratnya lebih dari 6 triliun ton tidak dapat ditemukan.

Di sini kita tidak bisa tidak memperhatikan kegigihan orang Amerika dari NASA yang tidak dapat dijelaskan, karena ilmuwan Rusia Nikolay Levashov, yang saat itu tinggal di AS, yang kemudian dianggapnya sebagai negara normal, menulis dan menerjemahkannya bahasa Inggris dan diterbitkan di 1994 tahunmu buku terkenal, di mana dia menjelaskan “secara langsung” segala sesuatu yang perlu diketahui oleh para spesialis dari NASA untuk melakukan penyelidikan DI DEKAT tidak berkeliaran sebagai sepotong besi yang tidak berguna di luar angkasa, namun setidaknya membawa manfaat bagi masyarakat. Namun, rupanya, kesombongan yang berlebihan itu memperdaya para “ilmuwan” di sana.

4. Coba selanjutnya memutuskan untuk mengulangi eksperimen erotis dengan asteroid Jepang. Mereka memilih asteroid bernama Itokawa, dan mengirimkannya pada 9 Mei 2003 tahun, sebuah wahana bernama (“Falcon”) ditambahkan ke dalamnya. Pada bulan September 2005 tahun, wahana tersebut mendekati asteroid pada jarak 20 km.

Mempertimbangkan pengalaman "orang Amerika bodoh", orang Jepang yang cerdas melengkapi wahana mereka dengan beberapa mesin dan sistem otonom navigasi jarak pendek dengan pengukur jarak laser, sehingga dapat mendekati asteroid dan bergerak mengelilinginya secara otomatis, tanpa partisipasi operator darat. “Nomor pertama program ini ternyata merupakan aksi komedi dengan mendaratnya robot penelitian kecil di permukaan asteroid. Probe turun ke ketinggian yang dihitung dan dengan hati-hati menjatuhkan robot, yang seharusnya jatuh ke permukaan secara perlahan dan lancar. Tapi... dia tidak jatuh. Lambat dan halus dia terbawa suasana suatu tempat yang jauh dari asteroid. Di sana dia menghilang tanpa jejak... Acara berikutnya ternyata, sekali lagi, adalah trik komedi dengan pendaratan jangka pendek sebuah wahana di permukaan “untuk mengambil sampel tanah”. Dia menjadi komedi karena, untuk memastikan pekerjaan terbaik pengukur jarak laser, bola penanda reflektif dijatuhkan ke permukaan asteroid. Tidak ada mesin pada bola ini juga dan... singkatnya, bolanya tidak berada di tempat yang tepat... Jadi apakah "Falcon" Jepang mendarat di Itokawa, dan apa yang dia lakukan jika dia duduk, tidak diketahui pada sains..." Kesimpulan: keajaiban Jepang yang Hayabusa tidak dapat temukan tidak ada daya tarik antara tanah probe 510 kg dan massa asteroid 35 000 ton

Secara terpisah, saya ingin mencatat penjelasan komprehensif tentang sifat gravitasi oleh ilmuwan Rusia Nikolay Levashov berikan dalam bukunya, yang pertama kali diterbitkannya 2002 tahun - hampir satu setengah tahun sebelum peluncuran Falcon Jepang. Meskipun demikian, “ilmuwan” Jepang mengikuti jejak rekan-rekan Amerika mereka dan dengan hati-hati mengulangi semua kesalahan mereka, termasuk pendaratan. Ini adalah kelanjutan yang menarik dari “pemikiran ilmiah”...

5. Dari manakah datangnya air pasang? Fenomena yang sangat menarik yang dijelaskan dalam literatur, secara halus, tidak sepenuhnya benar. “...Ada buku pelajarannya fisika, di mana tertulis apa yang seharusnya - sesuai dengan "hukum gravitasi universal". Ada juga tutorialnya ilmu samudra, di mana tertulis apa adanya, pasang surutnya, nyatanya.

Jika hukum gravitasi universal berlaku di sini, dan air laut tertarik, antara lain, ke Matahari dan Bulan, maka pola pasang surut “fisik” dan “oseanografi” seharusnya bertepatan. Jadi apakah mereka cocok atau tidak? Ternyata mengatakan bahwa keduanya tidak bertepatan berarti tidak mengatakan apa-apa. Pasalnya, gambaran “fisik” dan “oseanografi” tidak ada hubungannya sama sekali tidak ada kesamaan... Gambaran sebenarnya dari fenomena pasang surut sangat berbeda dari gambaran teoritis - baik secara kualitatif maupun kuantitatif - sehingga berdasarkan teori tersebut seseorang dapat menghitung pasang surut terlebih dahulu. mustahil. Ya, tidak ada yang mencoba melakukan ini. Lagipula tidak gila. Beginilah cara mereka melakukannya: untuk setiap pelabuhan atau titik lain yang menarik, dinamika permukaan laut dimodelkan oleh jumlah osilasi dengan amplitudo dan fase yang murni ditemukan. secara empiris. Dan kemudian mereka mengekstrapolasi jumlah fluktuasi ini ke depan - dan Anda mendapatkan pra-perhitungan. Para kapten kapal senang - baiklah!..” Ini semua berarti bahwa pasang surut bumi kita juga demikian jangan patuh“Hukum gravitasi universal.”

Apa sebenarnya gravitasi itu?

Sifat sebenarnya dari gravitasi untuk pertama kalinya sejarah modern Akademisi Nikolai Levashov dengan jelas menjelaskan secara mendasar karya ilmiah. Agar pembaca dapat lebih memahami apa yang ditulis mengenai gravitasi, saya akan memberikan sedikit penjelasan awal.

Ruang di sekitar kita tidaklah kosong. Itu penuh dengan banyak hal berbeda, yang Akademisi N.V. Levashov bernama "hal utama". Sebelumnya, para ilmuwan menyebut semua kerusuhan ini sebagai materi "eter" dan bahkan menerima bukti yang meyakinkan tentang keberadaannya (eksperimen terkenal Dayton Miller, dijelaskan dalam artikel Nikolai Levashov “The Theory of the Universe and Objective Reality”). “Ilmuwan” modern telah melangkah lebih jauh dan sekarang mereka telah melangkah lebih jauh "eter" ditelepon « materi gelap» . Kemajuan luar biasa! Beberapa hal dalam “eter” berinteraksi satu sama lain sampai tingkat tertentu, beberapa tidak. Dan beberapa materi primordial mulai berinteraksi satu sama lain, berubah menjadi materi lain kondisi eksternal pada kelengkungan ruang tertentu (inhomogenitas).

Lengkungan ruang angkasa muncul akibat berbagai ledakan, termasuk “ledakan supernova”. « Ketika supernova meledak, timbul fluktuasi dimensi ruang, mirip dengan gelombang yang muncul di permukaan air setelah pelemparan batu. Massa materi yang dikeluarkan selama ledakan mengisi ketidakhomogenan dimensi ruang di sekitar bintang. Dari massa materi ini, planet (dan) mulai terbentuk..."

Itu. planet tidak terbentuk dari puing-puing luar angkasa, seperti yang diklaim oleh “ilmuwan” modern karena alasan tertentu, tetapi disintesis dari materi bintang dan materi utama lainnya, yang mulai berinteraksi satu sama lain dalam ketidakhomogenan ruang yang sesuai dan membentuk apa yang disebut. "materi hibrida". Dari “materi hibrid” inilah planet dan segala sesuatu di ruang angkasa kita terbentuk. planet kita, sama seperti planet-planet lainnya, bukan sekadar “sebongkah batu”, melainkan sebuah sistem yang sangat kompleks yang terdiri dari beberapa bola yang bersarang satu di dalam yang lain (lihat). Bola terpadat disebut “tingkat kepadatan fisik” - inilah yang kita lihat, yang disebut. dunia fisik. Kedua kepadatan bola sedikit ukuran lebih besar- inilah yang disebut “tingkat materi eterik” planet ini. Ketiga bola – “tingkat materi astral”. Keempat bola adalah “tingkat mental pertama” di planet ini. Kelima bola adalah “tingkat mental kedua” dari planet ini. DAN keenam bola adalah “tingkat mental ketiga” dari planet ini.

Planet kita harus dianggap hanya sebagai totalitas keenamnya bola– enam tingkat material di planet ini, saling bersarang. Hanya dengan cara ini seseorang dapat memperoleh pemahaman lengkap tentang struktur dan sifat planet serta proses yang terjadi di alam. Fakta bahwa kita belum dapat mengamati proses yang terjadi di luar lingkungan padat fisik planet kita tidak menunjukkan bahwa “tidak ada apa-apa di sana”, tetapi hanya bahwa saat ini indera kita tidak disesuaikan secara alami untuk tujuan tersebut. Dan satu hal lagi: Alam Semesta kita, planet Bumi kita, dan segala sesuatu yang lain di Alam Semesta kita terbentuk darinya tujuh berbagai jenis materi primordial bergabung menjadi enam masalah hibrida. Dan ini bukanlah fenomena ilahi atau unik. Ini hanyalah struktur kualitatif Alam Semesta kita, yang ditentukan oleh sifat-sifat heterogenitas di mana ia terbentuk.

Mari kita lanjutkan: planet-planet terbentuk dari penggabungan materi primer yang bersesuaian di area ketidakhomogenan di ruang angkasa yang memiliki sifat dan kualitas yang sesuai untuk ini. Namun area ini, dan juga area ruang angkasa lainnya, memiliki jumlah yang sangat besar materi primordial(materi bentuk bebas) dari berbagai jenis yang tidak berinteraksi atau berinteraksi sangat lemah dengan materi hibrida. Menemukan diri mereka dalam wilayah heterogenitas, banyak dari hal-hal primer ini dipengaruhi oleh heterogenitas ini dan bergegas menuju pusatnya, sesuai dengan gradien (perbedaan) ruang. Dan, jika sebuah planet telah terbentuk di pusat heterogenitas ini, maka materi primer, yang bergerak menuju pusat heterogenitas (dan pusat planet), menciptakan aliran terarah, yang menciptakan apa yang disebut. medan gravitasi. Dan, karenanya, di bawah gaya berat Anda dan saya perlu memahami dampak aliran materi primer yang terarah terhadap segala sesuatu yang dilaluinya. Sederhananya, gravitasi menekan benda material ke permukaan planet melalui aliran materi primer.

Bukankah itu benar? realitas sangat berbeda dengan hukum fiktif “saling tertarik”, yang konon ada di mana-mana karena alasan yang tidak dapat dipahami oleh siapa pun. Realitas jauh lebih menarik, jauh lebih kompleks, dan sekaligus lebih sederhana. Oleh karena itu, fisika proses alam yang nyata jauh lebih mudah dipahami daripada fiktif. Dan penggunaan pengetahuan yang nyata mengarah pada penemuan-penemuan nyata dan penggunaan yang efektif dari penemuan-penemuan ini, dan bukan penemuan-penemuan yang dibuat-buat.

Antigravitasi

Sebagai contoh ilmiah masa kini pencemaran kita dapat menganalisis secara singkat penjelasan “para ilmuwan” tentang fakta bahwa “sinar cahaya dibelokkan di dekat massa yang besar”, dan oleh karena itu kita dapat melihat apa yang tersembunyi dari bintang dan planet kita.

Memang kita dapat mengamati benda-benda di Luar Angkasa yang tersembunyi dari kita oleh benda-benda lain, namun fenomena ini tidak ada hubungannya dengan massa benda, karena fenomena “universal” itu tidak ada, yaitu tidak ada bintang, tidak ada planet BUKAN tidak menarik sinar ke dirinya sendiri dan tidak membengkokkan lintasannya! Lalu mengapa mereka “membungkuk”? Ada jawaban yang sangat sederhana dan meyakinkan untuk pertanyaan ini: sinarnya tidak bengkok! Mereka adil jangan menyebar dalam garis lurus, seperti yang biasa kita pahami, tetapi sesuai dengan bentuk ruang. Jika kita menganggap sebuah sinar melintas di dekat sebuah benda kosmik yang besar, maka kita harus ingat bahwa sinar tersebut membelok di sekitar benda tersebut karena dipaksa mengikuti kelengkungan ruang, seperti jalan dengan bentuk yang sesuai. Dan tidak ada cara lain untuk balok itu. Sinarnya mau tidak mau membengkok di sekeliling tubuh ini, karena ruang di area ini memiliki bentuk yang melengkung... Sebuah tambahan kecil untuk apa yang telah dikatakan.

Sekarang, kembali ke antigravitasi, menjadi jelas mengapa Umat Manusia tidak mampu menangkap “anti-gravitasi” yang jahat ini atau mencapai setidaknya apa yang ditunjukkan oleh para fungsionaris pintar dari pabrik impian kepada kita di TV. Kami sengaja dipaksa Selama lebih dari seratus tahun, mesin pembakaran dalam atau mesin jet telah digunakan hampir di mana-mana, meskipun masih jauh dari sempurna dalam hal prinsip pengoperasian, desain, dan efisiensi. Kami sengaja dipaksa ekstrak menggunakan berbagai generator berukuran siklop, dan kemudian kirimkan energi ini melalui kabel, di mana B HAI sebagian besarnya hilang di luar angkasa! Kami sengaja dipaksa untuk menjalani kehidupan makhluk yang tidak masuk akal, oleh karena itu kita tidak punya alasan untuk terkejut bahwa kita tidak berhasil dalam hal apa pun yang masuk akal baik dalam sains, atau dalam teknologi, atau dalam ekonomi, atau dalam kedokteran, atau dalam mengatur kehidupan yang layak dalam masyarakat.

Sekarang saya akan memberikan beberapa contoh penciptaan dan penggunaan antigravitasi (alias levitasi) dalam kehidupan kita. Namun metode untuk mencapai antigravitasi ini kemungkinan besar ditemukan secara kebetulan. Dan untuk secara sadar menciptakan perangkat yang benar-benar berguna yang mengimplementasikan antigravitasi, Anda memerlukannya untuk mengetahui sifat sebenarnya dari fenomena gravitasi, belajar itu, menganalisis dan memahami seluruh esensinya! Hanya dengan cara itulah kita dapat menciptakan sesuatu yang masuk akal, efektif dan benar-benar bermanfaat bagi masyarakat.

Perangkat paling umum di negara kita yang menggunakan antigravitasi adalah balon dan banyak variasinya. Jika diisi dengan udara hangat atau gas yang lebih ringan dari campuran gas di atmosfer, bola akan cenderung terbang ke atas daripada ke bawah. Efek ini sudah diketahui orang sejak lama, namun tetap saja tidak memiliki penjelasan yang komprehensif– yang tidak lagi menimbulkan pertanyaan baru.

Pencarian singkat di YouTube membuahkan penemuan tersebut jumlah besar video yang menunjukkan cukup contoh nyata antigravitasi. Saya akan mencantumkan beberapa di antaranya di sini sehingga Anda dapat melihat antigravitasi tersebut ( pengangkatan) benar-benar ada, tapi... belum bisa dijelaskan oleh salah satu "ilmuwan", rupanya kesombongan tidak mengizinkan...

Pada mata pelajaran fisika kelas 7, Anda mempelajari fenomena gravitasi universal. Hal ini terletak pada kenyataan bahwa terdapat gaya gravitasi antara semua benda di alam semesta.

Newton sampai pada kesimpulan tentang adanya gaya gravitasi universal (disebut juga gaya gravitasi) sebagai hasil mempelajari pergerakan Bulan mengelilingi Bumi dan planet-planet mengelilingi Matahari.

Kelebihan Newton tidak hanya terletak pada tebakannya yang brilian tentang gaya tarik-menarik benda, tetapi juga pada kenyataan bahwa ia mampu menemukan hukum interaksinya, yaitu rumus untuk menghitung gaya gravitasi antara dua benda.

Hukum gravitasi universal mengatakan:

dua buah benda saling tarik menarik dengan gaya yang berbanding lurus dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut.

dimana F adalah besarnya vektor tarikan gravitasi antara benda bermassa m 1 dan m 2, g adalah jarak antar benda (pusatnya); G adalah koefisien, yang disebut konstanta gravitasi.

Jika m 1 = m 2 = 1 kg dan g = 1 m, maka seperti terlihat dari rumus, konstanta gravitasi G secara numerik sama dengan gaya F. Dengan kata lain, konstanta gravitasi secara numerik sama dengan gaya F gaya tarik menarik dua benda yang beratnya masing-masing 1 kg terletak pada jarak 1 m. Pengukuran menunjukkan hal itu

G = 6,67 · 10 -11 Nm 2 /kg 2.

Rumusnya memberi hasil yang tepat saat menghitung gaya gravitasi universal dalam tiga kasus: 1) jika ukuran benda dapat diabaikan dibandingkan dengan jarak di antara keduanya (Gbr. 32, a); 2) jika kedua benda homogen dan berbentuk bola (Gbr. 32, b); 3) jika salah satu benda yang berinteraksi adalah bola, yang dimensi dan massanya jauh lebih besar daripada benda kedua (dalam bentuk apa pun) yang terletak di atau dekat permukaan bola ini (Gbr. 32, c).

Beras. 32. Kondisi yang menentukan batas penerapan hukum gravitasi universal

Kasus ketiga yang dipertimbangkan adalah dasar untuk menghitung, dengan menggunakan rumus yang diberikan, gaya tarik-menarik benda-benda yang terletak di atasnya ke Bumi. Dalam hal ini, jari-jari Bumi harus diambil sebagai jarak antar benda, karena ukuran semua benda yang terletak di atau dekat permukaannya dapat diabaikan dibandingkan dengan jari-jari Bumi.

Menurut hukum ketiga Newton, sebuah apel yang tergantung di dahan atau jatuh darinya dengan percepatan jatuh bebas menarik Bumi ke dirinya sendiri dengan besaran gaya yang sama dengan gaya yang digunakan Bumi untuk menariknya. Namun percepatan Bumi, yang disebabkan oleh gaya tarik-menarik terhadap apel, mendekati nol, karena massa Bumi jauh lebih besar daripada massa apel.

Pertanyaan

Apa yang disebut gravitasi universal?
Apa nama lain dari gaya gravitasi universal?
Siapa yang menemukan hukum gravitasi universal dan pada abad berapa?
Merumuskan hukum gravitasi universal. Tuliskan rumus yang menyatakan hukum ini.
Dalam kasus apa hukum gravitasi universal harus diterapkan untuk menghitung gaya gravitasi?
Apakah Bumi tertarik pada apel yang tergantung di dahannya?

Latihan 15

Berikan contoh manifestasi gravitasi.
Stasiun luar angkasa terbang dari Bumi ke Bulan. Bagaimana modulus vektor gaya tarik-menariknya terhadap Bumi berubah dalam kasus ini; ke bulan? Apakah stasiun tersebut tertarik ke Bumi dan Bulan dengan gaya yang besarnya sama atau berbeda ketika berada di tengah-tengah keduanya? Jika gayanya berbeda, mana yang lebih besar dan berapa kali lipatnya? Membenarkan semua jawaban. (Diketahui massa Bumi sekitar 81 kali massa Bulan.)
Diketahui massa Matahari 330.000 kali lebih besar dari massa Bumi. Benarkah Matahari menarik Bumi 330.000 kali lebih kuat dibandingkan Bumi menarik Matahari? Jelaskan jawaban Anda.
Bola yang dilempar anak tersebut bergerak ke atas selama beberapa waktu. Pada saat yang sama, kecepatannya menurun sepanjang waktu hingga menjadi nol. Kemudian bola mulai jatuh dengan kecepatan yang semakin meningkat. Jelaskan: a) apakah gaya gravitasi ke arah Bumi bekerja pada bola selama gerakannya ke atas; turun; b) apa yang menyebabkan berkurangnya kecepatan bola saat bergerak ke atas; meningkatkan kecepatannya saat bergerak ke bawah; c) mengapa, ketika bola bergerak ke atas, kecepatannya berkurang, dan ketika bergerak ke bawah, kecepatannya bertambah.
Apakah orang yang berdiri di bumi tertarik ke Bulan? Jika ya, mana yang lebih menariknya - Bulan atau Bumi? Apakah Bulan tertarik pada orang ini? Benarkan jawaban Anda.

Di alam, terdapat berbagai kekuatan yang menjadi ciri interaksi benda. Mari kita perhatikan gaya-gaya yang terjadi dalam mekanika.

Gaya gravitasi. Mungkin gaya pertama yang keberadaannya disadari manusia adalah gaya gravitasi yang bekerja pada benda-benda di Bumi.

Dan butuh waktu berabad-abad bagi orang untuk memahami bahwa gaya gravitasi bekerja di antara benda apa pun. Dan butuh waktu berabad-abad bagi orang untuk memahami bahwa gaya gravitasi bekerja di antara benda apa pun. Fisikawan Inggris Newton adalah orang pertama yang memahami fakta ini. Menganalisis hukum yang mengatur gerak planet (hukum Kepler), ia sampai pada kesimpulan bahwa hukum gerak planet yang diamati hanya dapat dipenuhi jika terdapat gaya tarik menarik di antara keduanya, berbanding lurus dengan massanya dan berbanding terbalik dengan massanya. kuadrat jarak antara keduanya.

Newton merumuskan hukum gravitasi universal. Dua benda mana pun saling tarik menarik. Kekuatan tarik-menarik antara badan titik diarahkan sepanjang garis lurus yang menghubungkan keduanya, berbanding lurus dengan massa keduanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya:

Dalam hal ini, benda titik dipahami sebagai benda yang dimensinya berkali-kali lebih kecil daripada jarak antara keduanya.

Gaya gravitasi universal disebut gaya gravitasi. Koefisien proporsionalitas G disebut konstanta gravitasi. Nilainya ditentukan secara eksperimental: G = 6,7 10¯¹¹ N m² / kg².

Gaya berat aksi di dekat permukaan bumi diarahkan ke pusatnya dan dihitung dengan rumus:

dimana g adalah percepatan gravitasi (g = 9,8 m/s²).

Peran gravitasi dalam kehidupan alam sangat penting, karena ukuran, bentuk dan proporsi makhluk hidup sangat bergantung pada besarnya.

Berat badan. Mari kita perhatikan apa yang terjadi jika suatu beban ditempatkan pada bidang horizontal (penopang). Pada saat pertama setelah beban diturunkan, beban mulai bergerak ke bawah di bawah pengaruh gravitasi (Gbr. 8).

Bidang membengkok dan muncul gaya elastis (reaksi tumpuan) yang diarahkan ke atas. Setelah gaya elastis (Fу) menyeimbangkan gaya gravitasi, penurunan benda dan defleksi tumpuan akan berhenti.

Lendutan tumpuan muncul di bawah aksi benda, oleh karena itu, gaya tertentu (P) bekerja pada tumpuan dari sisi benda, yang disebut berat benda (Gbr. 8, b). Menurut hukum ketiga Newton, berat suatu benda sama besarnya dengan gaya reaksi dasar dan arahnya berlawanan.

P = - Fу = Fberat.

Berat badan adalah gaya P yang digunakan suatu benda pada tumpuan horizontal yang relatif tidak bergerak terhadapnya.

Karena gaya gravitasi (berat) diterapkan pada penyangga, maka penyangga tersebut mengalami deformasi dan, karena elastisitasnya, melawan gaya gravitasi. Gaya-gaya yang berkembang dalam hal ini dari sisi tumpuan disebut gaya reaksi tumpuan, dan fenomena berkembangnya reaksi balik disebut reaksi tumpuan. Menurut hukum ketiga Newton, gaya reaksi tumpuan sama besarnya dengan gaya gravitasi benda dan berlawanan arah.

Jika seseorang yang berada pada suatu tumpuan bergerak dengan percepatan bagian-bagian tubuhnya yang diarahkan dari tumpuan tersebut, maka gaya reaksi tumpuan tersebut bertambah sebesar ma, dimana m adalah massa orang tersebut, dan merupakan percepatan yang dialami benda tersebut. sebagian tubuhnya bergerak. Efek dinamis ini dapat direkam dengan menggunakan alat pengukur regangan (dinamogram).

Berat badan tidak sama dengan berat badan. Massa suatu benda mencirikan sifat inertnya dan tidak bergantung pada gaya gravitasi atau percepatan pergerakannya.

Berat suatu benda mencirikan gaya yang bekerja pada tumpuan dan bergantung pada gaya gravitasi dan percepatan gerakan.

Misalnya, di Bulan, berat suatu benda kira-kira 6 kali lebih kecil dari berat benda di Bumi. Massa dalam kedua kasus tersebut adalah sama dan ditentukan oleh jumlah materi di dalam benda tersebut.

Dalam kehidupan sehari-hari, teknologi, dan olahraga, berat badan sering kali ditunjukkan bukan dalam satuan newton (N), tetapi dalam kilogram gaya (kgf). Peralihan dari satu satuan ke satuan lainnya dilakukan dengan rumus: 1 kgf = 9,8 N.

Ketika tumpuan dan benda tidak bergerak, maka massa benda sama dengan gravitasi benda tersebut. Ketika penyangga dan benda bergerak dengan percepatan tertentu, maka, bergantung pada arahnya, benda dapat mengalami keadaan tanpa bobot atau beban berlebih. Bila percepatannya searah dan sama dengan percepatan gravitasi, maka berat benda akan menjadi nol, sehingga timbul keadaan tanpa bobot (ISS, lift berkecepatan tinggi saat diturunkan). Ketika percepatan gerakan tumpuan berlawanan dengan percepatan jatuh bebas, maka orang tersebut mengalami kelebihan beban (peluncuran berawak dari permukaan bumi pesawat ruang angkasa, Lift berkecepatan tinggi naik).

Fenomena terpenting yang terus dipelajari oleh fisikawan adalah gerak. Fenomena elektromagnetik, hukum mekanika, proses termodinamika dan kuantum - semua ini adalah berbagai macam fragmen alam semesta yang dipelajari oleh fisika. Dan semua proses ini, dengan satu atau lain cara, bermuara pada satu hal - ke.

Segala sesuatu di alam semesta bergerak. Gravitasi adalah fenomena umum yang terjadi pada semua orang sejak masa kanak-kanak, kita dilahirkan di medan gravitasi planet kita, ini fenomena fisik dirasakan oleh kita pada tingkat intuitif terdalam dan, tampaknya, bahkan tidak memerlukan pembelajaran.

Namun sayangnya, pertanyaannya adalah mengapa dan bagaimana semua benda saling tarik menarik, hingga saat ini masih belum diungkapkan sepenuhnya, meskipun telah dipelajari secara luas.

Pada artikel ini kita akan melihat apa itu gravitasi universal Newton - teori klasik gaya berat. Namun, sebelum beralih ke rumus dan contoh, kita akan membahas esensi masalah tarik-menarik dan memberikan definisinya.

Mungkin studi tentang gravitasi menjadi awal dari filsafat alam (ilmu memahami hakikat segala sesuatu), mungkin filsafat alam memunculkan pertanyaan tentang esensi gravitasi, tetapi, dengan satu atau lain cara, pertanyaan tentang gravitasi benda. menjadi tertarik pada Yunani kuno.

Gerak dipahami sebagai hakikat sifat indra tubuh, atau lebih tepatnya tubuh bergerak ketika pengamat melihatnya. Jika kita tidak bisa mengukur, menimbang, atau merasakan suatu fenomena, apakah berarti fenomena tersebut tidak ada? Tentu saja, bukan berarti demikian. Dan sejak Aristoteles memahami hal ini, refleksi dimulai pada esensi gravitasi.

Ternyata saat ini, setelah puluhan abad, gravitasi tidak hanya menjadi dasar gravitasi bumi dan daya tarik planet kita, tetapi juga dasar asal usul Alam Semesta dan hampir semua partikel elementer yang ada.

Tugas pergerakan

Mari kita melakukan eksperimen pemikiran. Mari kita ambil tangan kiri bola kecil. Mari kita ambil yang sama di sebelah kanan. Ayo lepaskan bola kanan dan bola itu akan mulai jatuh. Yang kiri tetap di tangan, masih tak bergerak.

Mari kita hentikan berlalunya waktu secara mental. Bola kanan yang jatuh “menggantung” di udara, bola kiri masih tetap berada di tangan. Bola kanan diberkahi dengan “energi” gerakan, sedangkan bola kiri tidak. Namun apa perbedaan mendalam dan bermakna di antara keduanya?

Di manakah, di bagian bola jatuh manakah tertulis harus bergerak? Ia mempunyai massa yang sama, volume yang sama. Ia mempunyai atom-atom yang sama, dan tidak ada bedanya dengan atom-atom bola yang diam. Bola memiliki? Ya, ini jawaban yang benar, tapi bagaimana bola mengetahui benda yang mempunyai energi potensial, dimana tercatat di dalamnya?

Inilah tugas yang ditetapkan sendiri oleh Aristoteles, Newton, dan Albert Einstein. Dan ketiganya pemikir brilian Kami sendiri telah menyelesaikan sebagian masalah ini, namun saat ini ada sejumlah masalah yang memerlukan penyelesaian.

gravitasi Newton

Pada tahun 1666, fisikawan dan mekanik terhebat Inggris I. Newton menemukan hukum yang dapat menghitung secara kuantitatif gaya yang menyebabkan semua materi di Alam Semesta cenderung satu sama lain. Fenomena ini disebut gravitasi universal. Ketika Anda ditanya: “Rumuskan hukum gravitasi universal,” jawaban Anda akan berbunyi seperti ini:

Gaya interaksi gravitasi yang mendorong gaya tarik menarik dua benda terletak berbanding lurus dengan massa benda-benda tersebut dan berbanding terbalik dengan jarak antara keduanya.

Penting! Hukum tarik-menarik Newton menggunakan istilah “jarak”. Istilah ini harus dipahami bukan sebagai jarak antara permukaan benda, tetapi sebagai jarak antara pusat gravitasinya. Misalnya, jika dua bola berjari-jari r1 dan r2 terletak bertumpukan, maka jarak antara permukaannya adalah nol, tetapi terdapat gaya tarik menarik. Masalahnya adalah jarak antara pusatnya r1+r2 bukan nol. Dalam skala kosmik, klarifikasi ini tidak penting, tetapi untuk satelit yang mengorbit, jarak ini sama dengan ketinggian di atas permukaan ditambah jari-jari planet kita. Jarak antara Bumi dan Bulan juga diukur sebagai jarak antara pusatnya, bukan permukaannya.

Untuk hukum gravitasi rumusnya adalah sebagai berikut:

F – kekuatan tarik-menarik,
– massa,
r – jarak,
G – konstanta gravitasi sama dengan 6,67·10−11 m³/(kg·s²).

Berapakah berat jika kita melihat gaya gravitasi?

Gaya adalah besaran vektor, tetapi dalam hukum gravitasi universal gaya biasanya ditulis sebagai skalar. Pada gambar vektor, hukumnya akan terlihat seperti ini:

Namun hal ini tidak berarti bahwa gaya berbanding terbalik dengan pangkat tiga jarak antar pusat. Relasi tersebut harus dianggap sebagai vektor satuan yang diarahkan dari satu pusat ke pusat lainnya:

Hukum Interaksi Gravitasi

Berat dan gravitasi

Setelah mempertimbangkan hukum gravitasi, kita dapat memahami bahwa hal ini tidak mengherankan bagi kita secara pribadi kita merasakan gravitasi Matahari jauh lebih lemah dibandingkan gravitasi Bumi. Meskipun Matahari masif memiliki massa yang besar, namun jaraknya sangat jauh dari kita. juga jauh dari Matahari, tetapi ia tertarik padanya karena massanya yang besar. Cara mencari gaya gravitasi dua benda, yaitu cara menghitung gaya gravitasi Matahari, Bumi dan Anda dan saya - masalah ini akan kita bahas nanti.

Sejauh yang kita ketahui, gaya gravitasi adalah:

dimana m adalah massa kita, dan g adalah percepatan jatuh bebas Bumi (9,81 m/s 2).

Penting! Tidak ada dua, tiga, sepuluh jenis kekuatan tarik menarik. Gravitasi adalah satu-satunya gaya yang memberikan karakteristik kuantitatif gaya tarik-menarik. Berat (P = mg) dan gaya gravitasi adalah hal yang sama.

Jika m adalah massa kita, M adalah massa bola bumi, R adalah jari-jarinya, maka gaya gravitasi yang bekerja pada kita adalah:

Jadi, karena F = mg:

Massa m berkurang, dan persamaan percepatan jatuh bebas tetap:

Seperti yang bisa kita lihat, percepatan gravitasi benar-benar bernilai konstan, karena rumusnya mencakup besaran konstan - jari-jari, massa bumi, dan konstanta gravitasi. Mengganti nilai konstanta ini, kita akan memastikan bahwa percepatan gravitasi sama dengan 9,81 m/s 2.

Pada garis lintang yang berbeda, jari-jari planet sedikit berbeda karena Bumi masih belum berbentuk bola sempurna. Oleh karena itu, percepatan jatuh bebas di setiap titik di bumi berbeda-beda.

Mari kita kembali ke daya tarik Bumi dan Matahari. Mari kita coba buktikan dengan sebuah contoh bahwa bola bumi lebih menarik perhatian Anda dan saya daripada Matahari.

Untuk mudahnya, misalkan massa seseorang: m = 100 kg. Kemudian:

Jarak antara seseorang dan bola bumi sama dengan jari-jari planet: R = 6,4∙10 6 m.
Massa bumi adalah: M ≈ 6∙10 24 kg.
Massa Matahari adalah: Mc ≈ 2∙10 30 kg.
Jarak antara planet kita dan Matahari (antara Matahari dan manusia): r=15∙10 10 m.

Tarik menarik gravitasi antara manusia dan bumi:

Hasil ini cukup jelas dari persamaan berat yang lebih sederhana (P = mg).

Gaya tarik menarik gravitasi antara manusia dan Matahari:

Seperti yang bisa kita lihat, planet kita menarik kita hampir 2000 kali lebih kuat.

Bagaimana cara mencari gaya tarik menarik antara Bumi dan Matahari? Sebagai berikut:

Sekarang kita melihat bahwa Matahari menarik planet kita lebih dari satu miliar miliar kali lebih kuat daripada daya tarik planet Anda dan saya.

Kecepatan lepas pertama

Setelah Isaac Newton menemukan hukum gravitasi universal, ia menjadi tertarik pada seberapa cepat suatu benda harus dilempar agar, setelah mengatasi medan gravitasi, meninggalkan bola bumi selamanya.

Benar, dia membayangkannya sedikit berbeda, dalam pemahamannya itu bukanlah roket yang berdiri vertikal yang diarahkan ke langit, tetapi sebuah benda yang secara horizontal melompat dari puncak gunung. Ini adalah ilustrasi yang logis karena Di puncak gunung, gaya gravitasi sedikit berkurang.

Jadi, di puncak Everest, percepatan gravitasinya tidak akan seperti biasanya yaitu 9,8 m/s 2 , tetapi hampir m/s 2 . Karena alasan inilah udara di sana sangat tipis, partikel-partikel udara tidak lagi terikat pada gravitasi seperti yang “jatuh” ke permukaan.

Mari kita coba mencari tahu apa itu kecepatan lepas.

Kecepatan lepas pertama v1 adalah kecepatan benda meninggalkan permukaan bumi (atau planet lain) dan memasuki orbit melingkar.

Mari kita coba mencari tahu nilai numerik nilai ini bagi planet kita.

Mari kita tuliskan hukum kedua Newton untuk benda yang berputar mengelilingi planet dalam orbit melingkar:

dimana h adalah tinggi benda di atas permukaan, R adalah jari-jari bumi.

Di orbit, suatu benda mengalami percepatan sentrifugal, jadi:

Massanya diperkecil, kita peroleh:

Kecepatan ini disebut kecepatan lepas pertama:

Seperti yang Anda lihat, kecepatan lepas sama sekali tidak bergantung pada massa benda. Jadi, benda apa pun yang dipercepat hingga kecepatan 7,9 km/s akan meninggalkan planet kita dan memasuki orbitnya.

Kecepatan lepas pertama

Kecepatan lepas kedua

Namun, meskipun kita telah mempercepat benda tersebut ke kecepatan lepas pertama, kita tidak akan dapat sepenuhnya memutus hubungan gravitasinya dengan Bumi. Inilah mengapa kita memerlukan kecepatan lepas kedua. Ketika kecepatan ini tercapai tubuh meninggalkan medan gravitasi planet dan semua kemungkinan orbit tertutup.

Penting! Seringkali ada anggapan keliru bahwa untuk sampai ke Bulan, para astronot harus mencapai kecepatan lepas kedua, karena mereka harus “terputus” terlebih dahulu dari medan gravitasi planet. Hal ini tidak terjadi: pasangan Bumi-Bulan berada dalam medan gravitasi Bumi. Pusat gravitasi mereka berada di dalam bumi.

Untuk mengetahui kecepatan ini, mari kita ajukan masalahnya sedikit berbeda. Katakanlah sebuah benda terbang dari tak terhingga ke sebuah planet. Pertanyaan: berapa kecepatan yang akan dicapai di permukaan saat mendarat (tanpa memperhitungkan atmosfer tentunya)? Inilah kecepatannya tubuh harus meninggalkan planet ini.

Kecepatan lepas kedua

Mari kita tuliskan hukum kekekalan energi:

dimana di sisi kanan persamaan adalah kerja gravitasi: A = Fs.

Dari sini kita peroleh bahwa kecepatan lepas kedua sama dengan:

Jadi, kecepatan lepas kedua kali lebih besar dari kecepatan lepas pertama:

Hukum gravitasi universal. Fisika kelas 9

Hukum Gravitasi Universal.

Kesimpulan

Kami mengetahui bahwa meskipun gravitasi adalah gaya utama di Alam Semesta, banyak penyebab fenomena ini yang masih menjadi misteri. Kita mempelajari apa itu gaya gravitasi universal Newton, belajar menghitungnya untuk berbagai benda, dan juga mempelajari beberapa konsekuensi berguna yang timbul dari fenomena seperti hukum gravitasi universal.