כוחות כביד: נוסחות תכונות קונספט ויישום הן

כוחות כבידה אחד מארבעת הסוגים העיקריים של כוחות המתבטאים על כל גווניו בין גופים שונים כמו על כדור הארץ ומעבר. יתר על כן הם עדיין פולטים אלקטרומגנטית, חלשים גרעיניים (חזקים). אולי זה אנושות קיומם הבינה ראשונה. אודות כוח הכבידה מכדור הארץ זה כבר ידוע מאז ימי קדם. עם זאת, זה היה במשך מאות שנים לפני שאנשים הבינו כי סוג זה של אינטראקציה מתרחש לא רק בין כדור הארץ וכל גוף, אלא גם בין אובייקטים שונים. האדם הראשון כדי להבין כיצד כוח הכבידה, היה פיזיקאי אנגלי אייזק ניוטון. הוא היה זה שהביא את הידוע כיום חוק הכבידה.

הנוסחה של כוח הכבידה

ניוטון החליט לבחון מחדש את החוקים שעליהם ישנה תנועה של כוכבי הלכת במערכת. כתוצאה מכך, הוא הגיע למסקנה כי הסיבוב של גופים שמימיים סביב השמש אפשרי רק כאשר בינה לבין כוכבי הלכת על ידי פעולה של כוח הכבידה. משהבין כי גופים שמימיים מעצמים אחרים שההבדל היחיד ביניהן הוא גודל שלהם המוני, מדענים להסיק את הנוסחה הבאה:

F = fx (מ ₁ XM ₂₎ / r ^2, כאשר:

• מ _'1, מ ₂ - היא המסה של שני הגופים;
• r - המרחק ביניהם בקו ישר;
• F - הוא קבוע הכבידה, אשר ערך הוא 6668 x 10 ס"מ ^{-8 3} / g ² x שניות.

לפיכך, ניתן לטעון כי כל שני עצמים נמשכים זה לזה. העבודה של כוח הכבידה של גודלו עומד ביחס ישר ההמונים של גופים אלה ביחס הפוך למרחק ביניהם בריבוע.

תכונות של יישום של הנוסחה

במבט ראשון, נראה כי השימוש בתיאור מתמטי הכובד הוא די פשוט החוק. עם זאת, אם משקפים, נוסחה זו יש משמעות רק עבור שני ההמונים אשר גודל לעומת המרחק ביניהם הוא זניח. עד כדי כך הם יכולים להילקח שתי נקודות. ואם כך, איך להיות, כאשר המרחק ניתן להשוות את הגודל של הגופים, ויש להם צורה לא סדירה? מחלקים אותם לחלקים כדי לקבוע את הכוחות הכבידו ביניהם ולחשב את כתוצאה? אם כן, כמה נקודות יש לנקוט לצורך החישוב? כפי שאתה יכול לראות, זה לא כל כך פשוט. ואם ניקח בחשבון (במונחים של המתמטיקה), בשלב זה אין גודל, אזי התנאי האמור וכל נראה חסר תקווה. למרבה המזל, מדענים פיתחו צורה כמו לעשות חישובים במקרה הזה. הם משתמשים במנגנון נפרד ואת חשבון דיפרנציאלי. מהות השיטה היא אובייקט מחולק מספר אינסופי של קוביות קטנות אשר המונים מרוכזים במרכזי שלהם. אז הכין נוסחא למציאת הכח כתוצאה ומחיל את תהליך ההגבלה שבאמצעותו הסכום של כל רכיב מצטמצם לנקודה (אפס) ואת כמות האלמנטים האלה נוטה לאינסוף. עם קבלה זו הצליחה להשיג כמה מסקנות חשובות.

1. אם הגוף הוא כדור (כדור), אשר הצפיפות אחידה, זה מושך כל חפץ אחר, כאילו כל המסה שלו מרוכזת במרכזו. לכן, כמה שגיאה עשויה לשמש מסקנה זו וכוכב לכת.
2. כאשר המאפיין המרכזי הסימטריה הכדורית של צפיפות העצם, הוא מקיים אינטראקציה עם אובייקטים אחרים כאילו נקודת הסימטריה היא המסה כולה. לכן, אם ניקח כדור חלול (לדוגמא, כדור כדורגל) או כדורים מקוננים יותר (כמו בובות קינון בובות), אז הם ימשכו גוף אחר, בדיוק כמו היה הוא עניין מהותי שיש משקל הכולל שלהם וממוקם מרכז.