Podle jak?ho z?kona m? pov?s???
- A v?echny v???me podle jednoho z?kona - z?kona univerz?ln? gravitace.

Z?kon gravitace

Fenom?n gravitace je z?konem univerz?ln? gravitace. Dv? t?lesa na sebe p?sob? silou, kter? je nep??mo ?m?rn? druh? mocnin? vzd?lenosti mezi nimi a p??mo ?m?rn? sou?inu jejich hmotnost?.

Matematicky m??eme tento velk? z?kon vyj?d?it vzorcem

Gravitace p?sob? ve vesm?ru na obrovsk? vzd?lenosti. Ale Newton tvrdil, ?e v?echny objekty se vz?jemn? p?itahuj?. Je pravda, ?e se libovoln? dva p?edm?ty p?itahuj?? Jen si to p?edstavte, je zn?mo, ?e v?s Zem? p?itahuje sed?c? na ?idli. Ale napadlo v?s n?kdy, ?e se po??ta? a my? p?itahuj?? Nebo tu?ka a pero le??c? na stole? V tomto p??pad? dosad?me do vzorce hmotnost pera a hmotnost tu?ky, vyd?l?me druhou mocninou vzd?lenosti mezi nimi s p?ihl?dnut?m ke gravita?n? konstant? a z?sk?me s?lu jejich vz?jemn? p?ita?livosti. Ale uk??e se, ?e je tak mal? (kv?li mal?m hmot?m pera a tu?ky), ?e jeho p??tomnost nec?t?me. N?co jin?ho je, kdy? jde o Zemi a ?idli, nebo Slunce a Zemi. Hmotnosti jsou v?znamn?, co? znamen?, ?e ji? m??eme vyhodnotit ??inek s?ly.

Vzpome?me na zrychlen? voln?ho p?du. To je ??inek z?kona p?ita?livosti. Pod vlivem s?ly t?leso m?n? rychlost t?m pomaleji, ??m v?t?? je jeho hmotnost. V?sledkem je, ?e v?echna t?lesa dopadaj? na Zemi se stejn?m zrychlen?m.

Co zp?sobuje tuto neviditelnou jedine?nou s?lu? Dnes je existence gravita?n?ho pole zn?m? a prok?z?na. V?ce o povaze gravita?n?ho pole se dozv?te v dopl?kov?m materi?lu k t?matu.

P?em??lejte o tom, co je gravitace? Odkud to je? Co je to? Jist? se nem??e st?t, ?e se planeta d?v? na Slunce, vid?, jak je daleko, a vypo??t?v? p?evr?cenou druhou mocninu vzd?lenosti podle tohoto z?kona?

Sm?r gravitace

Jsou dv? t?lesa, nech? je to t?leso A a B. T?leso A p?itahuje t?leso B. S?la, kterou t?leso A p?sob?, za??n? na t?lese B a sm??uje k t?lesu A. To znamen?, ?e „vezme“ t?leso B a p?it?hne ho k s?m. T?lo B „d?l?“ tot?? s t?lem A.

Ka?d? t?lo je p?itahov?no Zem?. Zem? „vezme“ t?lo a t?hne ho sm?rem k jeho st?edu. Proto bude tato s?la v?dy sm??ovat svisle dol? a p?sob? z t??i?t? t?la, naz?v? se gravita?n? s?la.

Hlavn? v?c k zapamatov?n?

N?kter? metody geologick?ho pr?zkumu, predikce p??livu a odlivu a v posledn? dob? i v?po?et pohybu um?l?ch dru?ic a meziplanet?rn?ch stanic. P?edb??n? v?po?et poloh planet.

M??eme takov? experiment prov?st sami a neh?dat, zda jsou planety a p?edm?ty p?itahov?ny?

Takov? p??m? zku?enost Cavendish (Henry Cavendish (1731-1810) - anglick? fyzik a chemik) pomoc? za??zen? zn?zorn?n?ho na obr?zku. Z?m?rem bylo zav?sit ty? se dv?ma kuli?kami na velmi tenk? k?emenn? vl?kno a pot? k nim ze strany p?iv?st dv? velk? olov?n? kuli?ky. P?ita?livost kuli?ek m?rn? zkrout? nit - m?rn?, proto?e p?ita?liv? s?ly mezi b??n?mi p?edm?ty jsou velmi slab?. S pomoc? takov?ho za??zen? byl Cavendish schopen p??mo zm??it s?lu, vzd?lenost a velikost obou hmot, a tak ur?it gravita?n? konstanta G.

Unik?tn? objev gravita?n? konstanty G, kter? charakterizuje gravita?n? pole ve vesm?ru, umo?nil ur?it hmotnost Zem?, Slunce a dal??ch nebesk?ch t?les. Cavendish proto sv?j z??itek nazval „v??en?m Zem?“.

Je zaj?mav?, ?e r?zn? fyzik?ln? z?kony maj? n?kter? spole?n? rysy. Vra?me se k z?kon?m elekt?iny (Coulombova s?la). Elektrick? s?ly jsou tak? nep??mo ?m?rn? druh? mocnin? vzd?lenosti, ale mezi n?boji, a mimovoln? vyvst?v? my?lenka, ?e v tomto vzoru je skryt? hlubok? v?znam. A? dosud si nikdo nedok?zal p?edstavit gravitaci a elekt?inu jako dva r?zn? projevy t??e podstaty.

S?la se zde tak? m?n? nep??mo se ?tvercem vzd?lenosti, ale rozd?l ve velikosti elektrick? a gravita?n? s?ly je markantn?. Ve snaze zjistit obecnou povahu gravitace a elekt?iny objev?me takovou p?evahu elektrick?ch sil nad gravita?n?mi silami, ?e je t??k? uv??it, ?e ob? maj? stejn? zdroj. Jak m??ete ??ct, ?e jeden je siln?j?? ne? druh?? Koneckonc?, v?e z?vis? na tom, co je hmotnost a jak? je n?boj. Kdy? mluv?te o tom, jak siln? p?sob? gravitace, nem?te pr?vo ??kat: „Vezm?me si hmotu takov? a takov? velikosti“, proto?e si ji vyb?r?te sami. Ale kdy? vezmeme to, co n?m p??roda sama nab?z? (jej? vlastn? ??sla a m?ry, kter? nemaj? nic spole?n?ho s na?imi palci, roky, s na?imi m?rami), pak budeme moci porovn?vat. Vezmeme element?rn? nabitou ??stici, nap??klad elektron. Dv? element?rn? ??stice, dva elektrony se vlivem elektrick?ho n?boje navz?jem odpuzuj? silou nep??mo ?m?rnou druh? mocnin? vzd?lenosti mezi nimi a vlivem gravitace se k sob? op?t p?itahuj? silou nep??mo ?m?rnou druh? mocnin? vzd?lenosti. vzd?lenost.

Ot?zka: Jak? je pom?r gravita?n? s?ly k elektrick? s?le? Gravitace je k elektrick?mu odpuzov?n? jako jedni?ka k ??slu se 42 nulami. To zp?sobuje nejhlub?? zmatek. Odkud mohlo poch?zet tak obrovsk? ??slo?

Lid? hledaj? tento obrovsk? koeficient v jin?ch p??rodn?ch jevech. Zkou?ej? v?elijak? velk? ??sla, a pokud pot?ebujete velk? ??slo, pro? si nevz?t t?eba pom?r pr?m?ru Vesm?ru k pr?m?ru protonu – p?ekvapiv? jde tak? o ??slo se 42 nulami. A tak ??kaj?: mo?n? se tento koeficient rovn? pom?ru pr?m?ru protonu k pr?m?ru vesm?ru? To je zaj?mav? my?lenka, ale jak se Vesm?r postupn? rozp?n?, mus? se zm?nit i gravita?n? konstanta. P?esto?e tato hypot?za nebyla dosud vyvr?cena, nem?me ??dn? d?kazy v jej? prosp?ch. N?kter? d?kazy naopak nazna?uj?, ?e gravita?n? konstanta se t?mto zp?sobem nezm?nila. Toto obrovsk? ??slo z?st?v? dodnes z?hadou.

Einstein musel upravit z?kony gravitace v souladu s principy relativity. Prvn? z t?chto princip? ??k?, ?e vzd?lenost x nelze p?ekonat okam?it?, zat?mco podle Newtonovy teorie s?ly p?sob? okam?it?. Einstein musel zm?nit Newtonovy z?kony. Tyto zm?ny a up?esn?n? jsou velmi mal?. Jedn?m z nich je toto: proto?e sv?tlo m? energii, energie je ekvivalentn? hmotnosti a v?echny hmoty jsou p?itahov?ny, sv?tlo je tak? p?itahov?no, a proto mus? b?t p?i pr?chodu kolem Slunce vych?leno. Tak se to ve skute?nosti d?je. Gravita?n? s?la je v Einsteinov? teorii tak? m?rn? upravena. Ale tato velmi nepatrn? zm?na gravita?n?ho z?kona sta?? k vysv?tlen? n?kter?ch zjevn?ch nepravidelnost? v pohybu Merkuru.

Fyzik?ln? jevy v mikrosv?t? podl?haj? jin?m z?konitostem ne? jevy ve sv?t? ve velk?m m???tku. Nab?z? se ot?zka: jak se gravitace projevuje ve sv?t? mal?ch m???tek? Odpov? na to kvantov? teorie gravitace. Ale zat?m neexistuje ??dn? kvantov? teorie gravitace. Lid? dosud nebyli p??li? ?sp??n? ve vytvo?en? teorie gravitace, kter? by byla pln? v souladu s kvantov? mechanick?mi principy a s principem neur?itosti.

Slovo „gravitace“ k n?m poch?z? z latinsk?ho jazyka, doslova se p?ekl?d? jako „t??e“. I kdy? nev?te, co je gravitace, bu?te si jisti, ?e ji za??v?te ka?d? den, dokonce i pr?v? te?.

Pokusme se tomuto pojmu porozum?t.

V?znam pojmu

Gravitace, nebo jak se tak? naz?v? p?ita?livost nebo gravitace, znamen? ?plnou interakci mezi v?emi hmotn?mi t?lesy na Zemi. Tento unik?tn? jev byl pops?n mnoha v?dci. Zvl??tn? pozornost t?to problematice v?noval nap??klad Isaac Newton. Vytvo?il dokonce teorii, kter? se dnes naz?v? Newtonova teorie gravitace.

V n?m Newton poznamenal, ?e gravitace je spojena s gravita?n? silou. Newton vysv?tlil podstatu tohoto jevu n?sledovn?: na t?leso p?sob? gravita?n? s?la, jej?m? zdrojem je jin? t?leso. Newton ve sv?m Gravita?n?m z?kon? ur?il, ?e v?echna t?lesa na sebe vz?jemn? p?sob? silou p??mo ?m?rnou sou?inu hmotnost? t?chto t?les a nep??mo ?m?rnou druh? mocnin? vzd?lenosti mezi nimi.

Zaj?mav? je, ?e bez ohledu na velikost t?lesa dok??e vytvo?it gravita?n? pole. Nap??klad objekty ve vesm?ru, jako jsou galaxie, hv?zdy a planety, mohou vytv??et pom?rn? velk? gravita?n? pole.

Gravitace ovliv?uje v?echny objekty ve vesm?ru. D?ky n? doch?z? k tak velk?m efekt?m, jako je roz?i?ov?n? m???tka vesm?ru, vznik a p?soben? ?ern?ch d?r a struktura galaxi?.

Jin? teorie

Fenom?n gravitace popsal v matematick? podob? Aristoteles. V??il, ?e rychlost p?du t?les je ovlivn?na jejich hmotnost?. ??m v?ce p?edm?t v???, t?m rychleji pad?. Teprve o mnoho set let pozd?ji Galileo Galilei experimenty dok?zal, ?e tato teorie je chybn?. Kdy? nen? odpor vzduchu, v?echna t?lesa zrychluj? stejn?.

Po??tkem 20. stolet? za?al o gravitaci hovo?it dnes ji? zn?m? Albert Einstein. Vytvo?il Obecnou teorii relativity, kter? za?ala p?esn?ji popisovat jev gravitace. Einstein vysv?tlil, ?e ??inky gravitace jsou zp?sobeny deformac? ?asoprostoru, kter? souvis? s p??tomnost? hromadn?ho ?asu. Tato teorie je v sou?asnosti nejspr?vn?j??, byla experiment?ln? prok?z?na.

Gravita?n? s?la je s?la, kterou se k sob? p?itahuj? t?lesa o ur?it? hmotnosti nach?zej?c? se v ur?it? vzd?lenosti od sebe.

Anglick? v?dec Isaac Newton objevil v roce 1867 z?kon univerz?ln? gravitace. To je jeden ze z?kladn?ch z?kon? mechaniky. Podstata tohoto z?kona je n?sleduj?c?:jak?koliv dv? hmotn? ??stice jsou k sob? p?itahov?ny silou p??mo ?m?rnou sou?inu jejich hmotnost? a nep??mo ?m?rnou druh? mocnin? vzd?lenosti mezi nimi.

Gravita?n? s?la je prvn? silou, kterou ?lov?k poc?til. To je s?la, kterou Zem? p?sob? na v?echna t?lesa um?st?n? na jej?m povrchu. A ka?d? ?lov?k c?t? tuto s?lu jako svou vlastn? v?hu.

Z?kon gravitace

Existuje legenda, ?e Newton objevil z?kon univerz?ln? gravitace zcela n?hodou, kdy? se ve?er proch?zel na zahrad? sv?ch rodi??. Kreativn? lid? neust?le hledaj? a v?deck? objevy nejsou okam?it?m vhledem, ale plodem dlouhodob? du?evn? pr?ce. Newton sed?l pod jablon? a p?em??lel o jin?m n?padu a najednou mu na hlavu spadlo jablko. Newton pochopil, ?e jablko spadlo v d?sledku zemsk? gravita?n? s?ly. „Ale pro? M?s?c nespadne na Zemi? - myslel. "To znamen?, ?e na n?j p?sob? n?jak? jin? s?la, kter? ho udr?uje na ob??n? dr?ze." Takhle slavn? z?kon univerz?ln? gravitace.

V?dci, kte?? d??ve studovali rotaci nebesk?ch t?les, v??ili, ?e nebesk? t?lesa se ??d? n?kter?mi zcela odli?n?mi z?kony. To znamen?, ?e se p?edpokl?dalo, ?e na povrchu Zem? a ve vesm?ru existuj? zcela odli?n? z?kony gravitace.

Newton spojil tyto navrhovan? typy gravitace. Anal?zou Keplerovy z?kony popisuj?c? pohyb planet do?el k z?v?ru, ?e p?ita?liv? s?la vznik? mezi jak?mikoli t?lesy. To znamen?, ?e jak na jablko, kter? spadlo v zahrad?, tak na planety ve vesm?ru p?sob? s?ly, kter? se ??d? stejn?m z?konem – z?konem univerz?ln? gravitace.

Newton zjistil, ?e Keplerovy z?kony plat? pouze v p??pad?, ?e mezi planetami existuje p?ita?liv? s?la. A tato s?la je p??mo ?m?rn? hmotnostem planet a nep??mo ?m?rn? druh? mocnin? vzd?lenosti mezi nimi.

P?ita?liv? s?la se vypo??t? podle vzorce F=G m 1 m 2 / r 2

m 1 – hmotnost prvn?ho t?lesa;

m 2– hmotnost druh?ho t?lesa;

r – vzd?lenost mezi t?lesy;

G – koeficient proporcionality, kter? je tzv gravita?n? konstanta nebo konstanta univerz?ln? gravitace.

Jeho hodnota byla stanovena experiment?ln?. G= 6,6710-11 Nm2/kg2

Pokud jsou dva hmotn? body s hmotnost? rovnou jednotkov? hmotnosti um?st?ny ve vzd?lenosti rovn? jednotkov? vzd?lenosti, pak se p?itahuj? silou rovnou G.

P?ita?liv? s?ly jsou gravita?n? s?ly. Jsou tak? tzv gravita?n? s?ly. Podl?haj? z?konu univerz?ln? gravitace a objevuj? se v?ude, proto?e v?echna t?lesa maj? hmotnost.

Gravitace

Gravita?n? s?la v bl?zkosti zemsk?ho povrchu je s?la, kterou jsou v?echna t?lesa p?itahov?na k Zemi. ??kaj? j? gravitace. Za konstantn? se pova?uje, pokud je vzd?lenost t?lesa od povrchu Zem? mal? ve srovn?n? s polom?rem Zem?.

Jeliko? gravitace, co? je gravita?n? s?la, z?vis? na hmotnosti a polom?ru planety, bude se na r?zn?ch planet?ch li?it. Proto?e polom?r M?s?ce je men?? ne? polom?r Zem?, je gravita?n? s?la na M?s?ci 6kr?t men?? ne? na Zemi. Na Jupiteru je naopak gravita?n? s?la 2,4kr?t v?t?? ne? gravita?n? s?la na Zemi. Ale t?lesn? hmotnost z?st?v? konstantn?, bez ohledu na to, kde se m???.

Mnoho lid? zam??uje v?znam hmotnosti a gravitace a v???, ?e gravitace se v?dy rovn? hmotnosti. Ale to nen? pravda.

S?la, kterou t?lo tla?? na podp?ru nebo natahuje z?v?s, je hmotnost. Pokud odstran?te podp?ru nebo zav??en?, t?lo za?ne padat se zrychlen?m voln?ho p?du pod vlivem gravitace. Gravita?n? s?la je ?m?rn? hmotnosti t?lesa. Vypo??t? se podle vzorceF= m G , Kde m- t?lesn? hmotnost, g – gravita?n? zrychlen?.

T?lesn? hmotnost se m??e zm?nit a n?kdy ?pln? zmizet. P?edstavme si, ?e jsme ve v?tahu v nejvy???m pat?e. V?tah stoj? za to. V tuto chv?li se na?e hmotnost P a gravita?n? s?la F, kterou n?s Zem? p?itahuje, rovnaj?. Ale jakmile se v?tah za?al pohybovat dol? se zrychlen?m A , hmotnost a gravitace ji? nejsou stejn?. Podle druh?ho Newtonova z?konamg+ P = ma. Р = m g -ma.

Ze vzorce je patrn?, ?e s pohybem dol? na?e v?ha klesala.

Ve chv?li, kdy v?tah nabral rychlost a za?al se pohybovat bez zrychlen?, se na?e v?ha op?t rovn? gravitaci. A kdy? v?tah za?al zpomalovat, zrychlen? A byly negativn? a v?ha se zv??ila. Nast?v? p?et??en?.

A pokud se t?lo pohybuje dol? se zrychlen?m voln?ho p?du, pak se v?ha ?pln? vynuluje.

Na A=G R= mg-ma= mg - mg=0

Toto je stav bezt??e.

Tak?e bez v?jimky v?echna hmotn? t?la ve vesm?ru dodr?uj? z?kon univerz?ln? gravitace. A planety kolem Slunce a v?echna t?lesa nach?zej?c? se pobl?? povrchu Zem?.

1. Obi-Wan Kenobi ze Star Wars ?ekl, ?e s?la je "Kolem n?s a pronik? do n?s; dr?? Galaxii pohromad?." Mohl by to velmi dob?e ??ci o gravitaci. Jeho atraktivn? vlastnosti doslova dr?? galaxii pohromad? a „pronik?“ do n?s a fyzicky n?s t?hne k Zemi.

2. na rozd?l od s?ly s jej?mi tmav?mi a sv?tl?mi str?nkami v?ak gravitace nen? du?ln?; pouze p?itahuje a nikdy neodpuzuje.
Zobrazit v pln?m rozsahu.

3. NASA se sna?? vyvinout vle?n? paprsek, kter? m??e pohybovat fyzick?mi p?edm?ty a vytv??et ta?nou s?lu, kter? p?evy?uje s?lu gravitace.

4. Cestuj?c? na horsk? dr?ze a astronauti na vesm?rn? stanici za??vaj? mikrogravitaci (nespr?vn? naz?vanou nulov? gravitace), kdy? padaj? stejnou rychlost? jako lo?, na kter? jsou.

5. n?kdo, kdo na Zemi v??? 60 kg, by v??il 142 kilogram? na Jupiteru (pokud by bylo mo?n? st?t na plynn?m obrovi). V?t?? hmotnost planety znamen? v?t?? gravita?n? s?lu

Co je to jednoduch?mi slovy gravitace | Obecn? pojem gravitace Gravitace je zd?nliv? jednoduch? pojem, kter? zn? ka?d? ?lov?k u? od ?koly. V?ichni si pamatujeme p??b?h o tom, jak jablko spadlo na Newtonovu hlavu a on objevil z?kon univerz?ln? gravitace. V?e v?ak nen? tak jednoduch?...

6. Aby mohl jak?koli objekt opustit gravita?n? studnu Zem?, mus? dos?hnout rychlosti 11,2 kilometr? za sekundu – to je ?nikov? rychlost na?? planety.

7. gravitace je kupodivu nejslab?? ze ?ty? z?kladn?ch sil vesm?ru. Dal?? t?i jsou elektromagnetismus, slab? jadern? s?la, kter? ??d? rozpad atom?; a siln? jadern? s?la, kter? dr?? j?dra atom? pohromad?.

8. Magnet o velikosti mince m? dostate?nou elektromagnetickou s?lu, aby p?ekonal ve?kerou zemskou gravitaci a p?ilepil se k lednici.

9. Jablko nespadlo na hlavu Isaaca Newtona, ale p?im?lo ho p?em??let, zda s?la, kter? zp?sobuje p?d jablka, ovliv?uje pohyb M?s?ce kolem Zem?.

10. Pr?v? toto jablko vedlo ve v?d? ke vzniku prvn?ho z?kona inverzn? kvadratick? ?m?rnosti, F = G * (mM) / r2. To znamen?, ?e objekt dvakr?t tak vzd?len? p?sob? pouze ?tvrtinou p?edchoz? gravita?n? s?ly.

11. Z?kon inverzn? kvadratick? ?m?rnosti tak? znamen?, ?e technicky m? gravita?n? p?ita?livost neomezen? rozsah p?soben?. 12. Jin? v?znam slova „Gravity“ – co? znamen? „n?co t??k?ho nebo v??n?ho“ – se objevil d??ve a poch?z? z latinsk?ho „Gravis“, co? znamen? „t??k?“.

13. Gravita?n? s?la zrychluje v?echny p?edm?ty stejn?, bez ohledu na hmotnost. Pokud shod?te ze st?echy dv? koule stejn? velikosti, ale r?zn? hmotnosti, dopadnou na zem sou?asn?. V?t?? setrva?nost t????ho p?edm?tu ru?? jakoukoli dal?? rychlost, kterou by mohl m?t oproti leh??mu.

14. Einsteinova obecn? teorie relativity byla prvn? teori?, kter? na gravitaci pohl??ela jako na zak?iven? ?asoprostoru – „tkaninu“, kter? tvo?? fyzick? vesm?r.

15. jak?koli p?edm?t s hmotou oh?b? prostor - ?as kolem sebe. V roce 2011 experiment NASA Gravity Probe B uk?zal, ?e Zem? ot??? vesm?rem kolem sebe jako d?ev?nou kouli v proudu – p?esn? tak, jak p?edpov?d?l Einstein.

16. Oh?b?n?m ?asoprostoru kolem sebe masivn? objekt n?kdy p?esm?ruje paprsky sv?tla, kter? j?m proch?zej?, stejn? jako to d?l? sklen?n? ?o?ka. Gravita?n? ?o?ky mohou snadno zv?t?it zd?nlivou velikost vzd?len?ch galaxi? nebo rozmazat jejich sv?tlo do podivn?ch tvar?. 17. „Probl?m t?? t?les“, kter? popisuje v?echny mo?n? vzorce, v nich? se t?i objekty mohou kolem sebe ot??et pouze vlivem gravitace, zam?stn?v? v?dce ji? t?i sta let. K dne?n?mu dni bylo nalezeno pouze 16 ?e?en?. 18. P?esto?e ostatn? t?i z?kladn? s?ly si dob?e rozum? s kvantovou mechanikou – v?dou o ultramalosti – gravitace s n? odm?t? spolupracovat; kvantov? rovnice se rozpadnou, kdykoli se do nich pokus?te zahrnout gravitaci. Jak sladit tyto dva naprosto p?esn? a zcela opa?n? popisy vesm?ru je jedn?m z nejv?t??ch probl?m? modern? fyziky. 19. Aby v?dci l?pe porozum?li gravitaci, hledaj? gravita?n? vlny – vln?n? v ?asoprostoru, ke kter?mu doch?z? p?i ud?lostech, jako jsou sr??ky ?ern?ch d?r a exploze hv?zd.

20. Jakmile se jim poda?? odhalit gravita?n? vlny, v?dci se budou moci pod?vat na vesm?r zp?sobem, kter? se dosud nikdy nepoda?ilo. „Poka?d?, kdy? se pod?v?me na vesm?r nov?m zp?sobem,“ ??k? Amber Stuever, fyzi?ka z Louisiana Gravitational Wave Observatory, „to zm?n? na?e ch?p?n? vesm?ru.“

P???iny gravitace. V teorii gravitace jsou mezery – a to je fakt!

Jak?koli teorie je nedokonal?, teorie gravitace nen? v?jimkou

Teorie gravitace je nedokonal?, ale n?kter? jej? mezery nejsou ze Zem? patrn?. Nap??klad podle teorie by gravita?n? s?la Slunce m?la b?t siln?j?? na M?s?ci ne? na Zemi, ale pak by se M?s?c to?il kolem Slunce, nikoli kolem Zem?. Pozorov?n?m pohybu M?s?ce na no?n? obloze m??eme absolutn? ur?it, ?e ob?h? kolem Zem?. Ve ?kole n?m tak? ?ekli o Isaacu Newtonovi, kter? objevil mezery v teorii gravitace. Zavedl tak? nov? matematick? term?n fluxion, ze kter?ho pozd?ji vyvinul teorii gravitace. Pojem „fluxion“ se m??e zd?t nezn?m?, dnes se naz?v? „funkce“. Tak ?i onak, v?ichni se ve ?kole u??me funkce, ale nejsou bez chyb. Proto je pravd?podobn?, ?e ani Newtonovy „d?kazy“ teorie gravitace nejsou tak hladk?.

T?lesn? hmotnost se na rozd?l od hmotnosti m??e m?nit pod vlivem zrychlen?. Mal? zm?ny hmotnosti lze poc?tit nap??klad tehdy, kdy? se v?tah rozjede nebo zastav?. Stav ?pln? nep??tomnosti hmotnosti se naz?v? stav bezt??e.

Fenom?n stavu bezt??e

Fyzika definuje hmotnost jako s?lu, kterou jak?koli t?leso p?sob? na povrch, podp?ru nebo zav??en?. Hmotnost vznik? d?ky gravita?n? p?ita?livosti Zem?. ??seln? je hmotnost rovna gravita?n? s?le, ale ta je aplikov?na na t??i?t? t?la, zat?mco v?ha je aplikov?na na podp?ru Bezt??e - nulov? hmotnost, m??e nastat, pokud nen? gravita?n? s?la, tzn , t?lo je dostate?n? daleko od masivn?ch p?edm?t?, kter? ho mohou p?itahovat.

Mezin?rodn? vesm?rn? stanice se nach?z? 350 km od Zem?. V t?to vzd?lenosti je gravita?n? zrychlen? (g) 8,8 m/s2, co? je pouze o 10 % m?n? ne? na povrchu planety.

V praxi to vid?te jen z??dka - gravita?n? vliv existuje v?dy. Astronauti na ISS jsou st?le ovlivn?ni Zem?, ale stav bezt??e je tam p??tomen, pokud je gravitace kompenzov?na jin?mi silami. Nap??klad ISS podl?h? gravitaci, m?rn? sn??en? kv?li vzd?lenosti, ale stanice se tak? pohybuje po kruhov? dr?ze ?nikovou rychlost? a odst?ediv? s?la gravitaci kompenzuje.

Stav bezt??e na Zemi

Fenom?n stavu bezt??e je mo?n? i na Zemi. Pod vlivem zrychlen? se t?lesn? hmotnost m??e sn??it a dokonce se st?t negativn?. Klasick? p??klad uv?d?n? fyziky je padaj?c? v?tah Pokud se v?tah pohybuje sm?rem dol? se zrychlen?m, tlak na podlahu v?tahu a t?m i hmotnost se sn???. Nav?c, pokud se zrychlen? rovn? gravita?n?mu zrychlen?, to znamen?, ?e v?tah spadne, hmotnost t?les bude nulov?.

Z?porn? hmotnost je pozorov?na, pokud zrychlen? pohybu v?tahu p?ekro?? gravita?n? zrychlen? - t?la uvnit? se „p?ilep?“ ke stropu kabiny.

Tento efekt je ?iroce pou??v?n k simulaci stavu bezt??e p?i v?cviku astronaut?. Letoun vybaven? cvi?nou komorou se ty?? do zna?n? v??ky. Pot? se stroj pono?? po balistick? dr?ze dol? a ve skute?nosti se vyrovn? na zemsk?m povrchu. P?i pot?p?n? z 11 tis?c metr? m??ete z?skat 40 sekund bezt??e, kter? se pou??v? k tr?ninku, existuje myln? p?edstava, ?e takov? lid? prov?d?j? slo?it? postavy, jako je „Nesterovova smy?ka“, aby dos?hli stavu bezt??e. K v?cviku se toti? pou??vaj? upraven? s?riov? osobn? letadla, kter? nejsou schopna slo?it?ch man?vr?.

Fyzick? projev

Fyzick? hmotnost (P) p?i zrychlen?m pohybu podp?ry, a? u? se jedn? o padaj?c? ?iv?tek nebo pot?p?n?, m? n?sleduj?c? tvar: P = m (g-a), kde m je hmotnost t?la, g je zrychlen? voln?ho p?du , a je zrychlen? podpory Jestli?e g a a jsou stejn?, P=0, to znamen?, ?e je dosa?eno bezt??e.

Kdo objevil z?kon univerz?ln? gravitace

Nen? ??dn?m tajemstv?m, ?e z?kon univerz?ln? gravitace objevil velk? anglick? v?dec Isaac Newton, kter? se podle legendy proch?zel ve ve?ern? zahrad? a p?em??lel o probl?mech fyziky. V tu chv?li spadlo ze stromu jablko (podle jedn? verze p??mo na hlavu fyzika, podle jin? prost? spadlo), kter? se pozd?ji stalo slavn?m Newtonov?m jablkem, proto?e v?dce p?ivedlo k pozn?n?, heur?ce. Jablko, kter? spadlo na Newtonovu hlavu, ho inspirovalo k objevu z?kona univerz?ln? gravitace, proto?e M?s?c na no?n? obloze z?stal nehybn?, ale jablko spadlo, mo?n? si v?dec myslel, ?e na M?s?c p?sob? n?jak? s?la (co? zp?sobuje jeho rotaci na ob??n? dr?ze), tak?e na jablko, co? zp?sob? jeho p?d na zem.

Nyn?, podle n?kter?ch historik? v?dy, je cel? tento p??b?h o jablku jen kr?snou fikc?. Ve skute?nosti, zda jablko spadlo nebo ne, nen? tak d?le?it?, d?le?it? je, ?e v?dec skute?n? objevil a formuloval z?kon univerz?ln? gravitace, kter? je nyn? jedn?m ze z?kladn?ch kamen? fyziky i astronomie.

Samoz?ejm?, d?vno p?ed Newtonem lid? pozorovali jak v?ci padaj?c? na zem, tak hv?zdy na obloze, ale p?ed n?m v??ili, ?e existuj? dva typy gravitace: pozemsk? (p?sob?c? v?hradn? uvnit? Zem? a zp?sobuje p?d t?les) a nebesk? ( p?soben? na hv?zdy a m?s?c). Newton jako prvn? spojil tyto dva typy gravitace ve sv? hlav?, prvn? pochopil, ?e gravitace je jen jedna a jej? p?soben? lze popsat univerz?ln?m fyzik?ln?m z?konem.

Definice z?kona univerz?ln? gravitace

Podle tohoto z?kona se v?echna hmotn? t?la navz?jem p?itahuj? a s?la p?ita?livosti nez?vis? na fyzik?ln?ch nebo chemick?ch vlastnostech t?les. Z?le??, pokud je v?e co nejv?ce zjednodu?eno, pouze na hmotnosti t?les a vzd?lenosti mezi nimi. Mus?te tak? vz?t v ?vahu skute?nost, ?e v?echna t?lesa na Zemi jsou ovlivn?na gravita?n? silou samotn? na?? planety, kter? se naz?v? gravitace (z latiny se slovo „gravitas“ p?ekl?d? jako t??e).

Pokusme se nyn? co nejstru?n?ji formulovat a sepsat z?kon univerz?ln? gravitace: p?ita?liv? s?la mezi dv?ma t?lesy o hmotnosti m1 a m2 a odd?len?mi vzd?lenost? R je p??mo ?m?rn? ob?ma hmotnostem a nep??mo ?m?rn? druh? mocnin? vzd?lenost mezi nimi.

Vzorec pro z?kon univerz?ln? gravitace

N??e p?edkl?d?me va?? pozornosti vzorec z?kona univerz?ln? gravitace.

G v tomto vzorci je gravita?n? konstanta, rovna 6,67408(31) 10-11, to je velikost dopadu gravita?n? s?ly na?? planety na jak?koli hmotn? objekt.

Z?kon univerz?ln? gravitace a bezt??e t?les

Newtonem objeven? z?kon univerz?ln? gravitace, stejn? jako doprovodn? matematick? apar?t, vytvo?il pozd?ji z?klad nebesk? mechaniky a astronomie, proto?e s jeho pomoc? je mo?n? vysv?tlit podstatu pohybu nebesk?ch t?les, stejn? jako jev stavu bezt??e. Ka?d? hmotn? objekt (nap??klad vesm?rn? lo? s astronauty na palub?) se nach?z? ve zna?n? vzd?lenosti od p?ita?liv? a gravita?n? s?ly tak velk?ho t?lesa, jako je planeta, ve stavu bezt??e, proto?e s?la gravita?n?ho vlivu Zem? (G ve vzorci pro gravita?n? z?kon) nebo n?jak? jin? planeta to ji? neovlivn?.

A na z?v?r pou?n? video o objevu z?kona univerz?ln? gravitace.

Gravita?n? interakce. Slab? interakce.

Slab? s?la je jednou ze ?ty? z?kladn?ch sil. Existenci takov? interakce nazna?ovala objeven? nestabilita neutronu a n?kter?ch atomov?ch jader. Je slab?? ne? siln? a elektromagnetick?, ale siln?j?? ne? gravita?n?. Ale v ka?dodenn?m ?ivot? je role gravita?n? interakce mnohem v?t?? ne? ta slab?. To souvis? s dosahem. Gravita?n? interakce m? rvz~ ?. Proto jsou t?lesa um?st?n? na povrchu Zem? vystavena gravita?n? p?ita?livosti ze v?ech atom? Zem?. Polom?r slab? interakce je velmi mal? a p?edpokl?d? se, ?e je ~ 10-16 cm. (o t?i ??dy m?n? ne? siln?). Ale navzdory tomu hraje slab? interakce v p??rod? d?le?itou roli. Pokud by bylo mo?n? „vypnout“ slabou interakci, Slunce by zhaslo, proto?e proces p?em?ny protonu na neutron, pozitron a neutrino by nebyl mo?n?:

p -> n + e + + n, v d?sledku ?eho? se ?ty?i protony p?em?n? na helium. Pr?v? tento proces slou?? jako zdroj energie pro Slunce a dal?? hv?zdy. Procesy slab? interakce s emis? neutrin jsou zvl??t? d?le?it? ve v?voji hv?zd. Pokud by neexistovaly slab? interakce, miony, pimesony, podivn? a okouzlen? ??stice, kter? se rozpadaj? v d?sledku siln?ch interakc?, by byly stabiln? a roz???en? v b??n? hmot?. Velk? role slab?ch interakc? je zp?sobena t?m, ?e se ne??d? ?adou z?kaz? charakteristick?ch pro siln? a elektromagnetick? interakce. Zejm?na se ne??d? z?konem zachov?n? parity.

Nejb??n?j??m procesem zp?soben?m slabou interakc? je v - rozpad radioaktivn?ch jader. V d?sledku tohoto procesu se v j?d?e zrod? elektron a neutrino. Po??tkem studia slab?ch interakc? je objev A. Becquerela v roce 1896 p?irozen? radioaktivity, tedy samovoln?ho rozpadu jader uranu, doprov?zen?ho z??en?m. Anal?za tohoto z??en? uk?zala, ?e se skl?d? ze t?? typ?, z nich? jeden se naz?val v - z??en?, co? se pozd?ji uk?zalo jako tok elektron?. Studium vlastnost? v-z??en?, vyvr?en? elektron? z jader, kter? tam neexistuj?, spojit? povaha jejich energetick?ho spektra a pot??e p?i napl?ov?n? z?kona zachov?n? spinu vedly k my?lence existence speci?ln? typ z?kladn? interakce, kterou nelze redukovat na zn?m? interakce. Tato interakce se naz?vala slab?.

V modern? fyzice se p?edpokl?d?, ?e v?echny zn?m? typy interakc? jsou jevy stejn? povahy a m?ly by b?t pops?ny jednotn?m zp?sobem. (Grand Unification, Super Unification). K dne?n?mu dni byla vyvinuta jednotn? teorie slab?ch a elektromagnetick?ch interakc?.

Gravita?n? interakce.

Gravitace, gravitace, gravita?n? interakce je univerz?ln? interakce mezi v?emi typy hmoty. Z?kon univerz?ln? gravitace formulovan? Newtonem plat?, pokud je interakce relativn? slab? a t?lesa se pohybuj? rychlost? mnohem men??, ne? je rychlost sv?tla. Obecn? plat?, ?e gravitaci popisuje Einsteinova obecn? teorie relativity jako vliv hmoty na vlastnosti ?ty?rozm?rn?ho ?asoprostoru. Tyto vlastnosti ?asoprostoru zase ovliv?uj? pohyb t?les a dal?? fyzik?ln? procesy. T?m se gravitace v?razn? li?? od jin?ch z?kladn?ch interakc?. Ale modern? fyzika pova?uje za mo?n?, ?e p?i velmi vysok?ch energi?ch se v?echny druhy spoj? do jedin? interakce.

Hypot?za gravitace jako univerz?ln? vlastnosti t?les se objevila ji? ve starov?ku a v Evrop? byla obnovena v 16. a 17. stolet?. Nap??klad I. Kepler tvrdil, ?e „gravitace je vz?jemn? touha v?ech t?les“. Kone?n? v roce 1678 I. Newton ve sv?m slavn?m d?le „Matematick? principy p??rodn? filozofie“ podal matematickou formulaci z?kona univerz?ln? gravitace. V t?to formulaci je pr?vo pou?iteln? za p?edpokladu, ?e t?la mohou b?t br?na jako hmotn? body. ??selnou hodnotu gravita?n? konstanty ur?il G. Cavendish v roce 1798: G = 6,6745(8) * 10 -11 m 3 s -2 kg -1. Vz?jemn? p?soben? v?ce t?les, podl?haj?c?ch hmotn?m bod?m, je ur?eno principem superpozice sil. Pomoc? stejn?ho principu m??ete ur?it s?lu interakce mezi t?lesy kone?n?ch velikost?, pokud je nejprve rozd?l?te na ??sti, kter? lze pova?ovat za hmotn? body. Podle vzorce (1) z?vis? gravita?n? s?la pouze na poloze ??stic v dan?m ?ase. To odpov?d? podm?nce, ?e se interakce ???? okam?it?. Vezmeme-li v ?vahu kone?nou, ale pom?rn? vysokou rychlost ???en? interakc?, schv?lenou modern? fyzikou, lze vzorec (1) pou??t p?i nep??li? vysok?ch rychlostech pohybu a pro t?lesa um?st?n? v nep??li? velk?ch vzd?lenostech. Tato situace nast?v? u t?les Slune?n? soustavy.

Gravitace, co to je, jak vysv?tlit d?t?ti? co je gravitace?

Gravitace neboli gravitace je p?ita?liv? s?la mezi dv?ma ??sticemi hmoty (nebo dv?ma objekty), kter? dr?? planety na jejich ob??n? dr?ze kolem Slunce nebo M?s?c na ob??n? dr?ze kolem Zem?. (Jak se vzd?lenost mezi dv?ma objekty zv?t?uje, jejich gravita?n? p?ita?livost kles?.) Gravitace je tak? s?la, kter? dr?? jak?koli objekt na Zemi nebo jak?koli jin? nebesk? t?leso a br?n? mu v odletu do vesm?ru. ??m v?t?? je objekt, t?m siln?j?? je jeho gravita?n? s?la a naopak. Vzhledem k tomu, ?e M?s?c je mnohem men?? ne? Zem?, jeho gravita?n? s?la je pouze jedna ?estina na?? planety. To je d?vod, pro? se ameri?t? astronauti na M?s?ci mohli pohybovat velk?mi skoky bez velk?ho ?sil?.

Gravitace tak? vysv?tluje, pro? m? Zem? – a dal?? planety a nebesk? t?lesa – obecn? kulat? tvar. Kdy? se na?e slune?n? soustava formovala, gravitace st?hla dohromady prach a plyny l?taj?c? vesm?rem. Kdy? se velk? mno?stv? hmoty shrom??d? na jednom m?st? ve stejnou dobu, tato hmota vytvo?? kouli, proto?e gravitace t?hne v?e sm?rem k centr?ln?mu bodu. P?esto Zem? nen? dokonale kulat?. V procesu jeho rotace kolem sv? osy vznik? dal?? s?la, pod jej?m? vlivem se Zem? ve st?edn? oblasti m?rn? „vyboul?“.

Video Co je gravitace

Neuv??iteln? slo?itost prostoru kolem n?s je z velk? ??sti d?na nekone?n?m mno?stv?m element?rn?ch ??stic. Doch?z? mezi nimi i k r?zn?m interakc?m na ?rovn?ch, kter? m??eme jen tu?it. V?echny typy interakce mezi element?rn?mi ??sticemi se v?ak v?razn? li?? svou silou.

Nejmocn?j?? n?m zn?m? s?ly spojuj? slo?ky atomov?ho j?dra. Chcete-li je odd?lit, mus?te vynalo?it skute?n? kolos?ln? mno?stv? energie. Pokud jde o elektrony, ty jsou k j?dru „v?z?ny“ pouze b??nou elektromagnetickou interakc?. K jeho zastaven? n?kdy sta?? energie, kter? se objev? jako v?sledek nejoby?ejn?j?? chemick? reakce. Gravitace (u? v?te, co to je) ve form? atom? a subatom?rn?ch ??stic je nejjednodu??? typ interakce.

Gravita?n? pole je v tomto p??pad? tak slab?, ?e si jej lze jen t??ko p?edstavit. Kupodivu pr?v? oni „monitoruj?“ pohyb nebesk?ch t?les, jejich? hmotnost si n?kdy nelze p?edstavit. To v?e je mo?n? d?ky dv?ma vlastnostem gravitace, kter? jsou zvl??t? v?razn? v p??pad? velk?ch fyzick?ch t?l:

• Na rozd?l od atomov?ch sil je gravita?n? p?ita?livost patrn?j?? ve vzd?lenosti od objektu. Zemsk? gravitace tedy dr?? ve sv?m poli dokonce i M?s?c a podobn? s?la z Jupiteru snadno podporuje ob??n? dr?hy n?kolika satelit? najednou, p?i?em? hmotnost ka?d?ho z nich je zcela srovnateln? s hmotnost? Zem?!
• Nav?c v?dy zaji??uje p?ita?livost mezi objekty a se vzd?lenost? tato s?la malou rychlost? sl?bne.

Ke vzniku v?cem?n? koherentn? teorie gravitace do?lo pom?rn? ned?vno a p?esn? na z?klad? v?sledk? stalet?ch pozorov?n? pohybu planet a jin?ch nebesk?ch t?les. ?kol byl zna?n? usnadn?n t?m, ?e se v?echny pohybuj? ve vzduchopr?zdnu, kde prost? nejsou ??dn? dal?? pravd?podobn? interakce. Galileo a Kepler, dva vynikaj?c? astronomov? t? doby, pomohli p?ipravit p?du pro nov? objevy sv?mi nejcenn?j??mi pozorov?n?mi.

Ale pouze velk? Isaac Newton byl schopen vytvo?it prvn? teorii gravitace a vyj?d?it ji matematicky. Toto byl prvn? gravita?n? z?kon, jeho? matematick? vyj?d?en? je uvedeno v??e.

Tohle je gravitace. Co je gravitace

Gravitace (gravitace) je s?la, kter? k sob? p?itahuje dv? t?lesa, s?la, d?ky kter? jablka padaj? k zemi a planety ob?haj? kolem Slunce. ??m hmotn?j?? je objekt, t?m siln?j?? je jeho gravita?n? s?la.

Z?kladn? s?la

Gravitace je jednou ze ?ty? z?kladn?ch sil, spolu s elektromagnetick?mi silami a siln?mi a slab?mi jadern?mi silami.

To zp?sobuje, ?e p?edm?ty maj? v?hu. Kdy? se v???te, v?ha v?m ?ekne, jak velk? gravitace p?sob? na va?e t?lo. Na Zemi je gravitace 9,8 metr? za sekundu na druhou, neboli 9,8 m/s2.

Filozofov? jako Aristoteles v??ili, ?e t???? p?edm?ty zrychluj? sm?rem k zemi rychleji. Ale pozd?j?? experimenty uk?zaly, ?e tomu tak nebylo. D?vod, pro? p?rko pad? pomaleji ne? bowlingov? koule, je zp?soben odporem vzduchu, kter? p?sob? v opa?n?m sm?ru, jako je zrychlen? gravitace.

Newton?v z?kon univerz?ln? gravitace ??k?, ?e gravita?n? s?la je p??mo ?m?rn? sou?inu jejich hmotnost? a nep??mo ?m?rn? druh? mocnin? vzd?lenosti mezi nimi.

Isaac Newton vyvinul svou teorii univerz?ln? gravitace v 80. letech 17. stolet?. Objevil, ?e gravitace ovliv?uje ve?kerou hmotu a je funkc? hmoty i vzd?lenosti. Ka?d? p?edm?t p?itahuje jin? p?edm?t silou ?m?rnou sou?inu jejich hmotnost? a nep??mo ?m?rnou druh? mocnin? vzd?lenosti mezi nimi.

Teorie relativity

Newton publikoval svou pr?ci o gravitaci v roce 1687, kter? byla pova?ov?na za nejlep?? vysv?tlen?, dokud Einstein v roce 1915 nep?i?el se svou Obecnou teori? relativity. V Einsteinov? teorii nen? gravitace silou, ale sp??e d?sledkem deformace hmoty v ?asoprostoru. Jedna z p?edpov?d? obecn? teorie relativity je, ?e sv?tlo se bude oh?bat kolem masivn?ch objekt?.

Z?bavn? fakta

• Gravitace M?s?ce je asi 16 procent gravitace Zem?, Mars m? asi 38 procent gravitace Zem?, zat?mco nejv?t?? planeta slune?n? soustavy Jupiter m? 2,5 n?sobek gravitace Zem?.
• A?koli nikdo „neobjevil“ gravitaci, legenda ??k?, ?e slavn? astronom Galileo Galilei provedl n?kter? z prvn?ch experiment? s gravitac? t?m, ?e shodil koule ze ?ikm? v??e v Pise, aby zjistil, jak rychle padaj?.
• Isaacu Newtonovi bylo pouh?ch 23 let a vracel se z univerzity, kdy? si v?iml padaj?c?ho jablka na jeho zahrad? a za?al odhalovat z?hady gravitace. (Mo?n? je to m?tus o jablku, kter? mu spadlo na hlavu).
• Ran?m m???tkem Einsteinovy teorie relativity bylo oh?b?n? sv?tla hv?zd v bl?zkosti Slunce b?hem zatm?n? Slunce 29. kv?tna 1919.
• ?ern? d?ry jsou masivn? objekty s tak silnou gravitac?, ?e jim neunikne ani sv?tlo.
• Einsteinova obecn? teorie relativity je neslu?iteln? s kvantovou mechanikou, bizarn?mi z?kony, kter? ??d? chov?n? mal?ch ??stic, jako jsou fotony a elektrony, kter? tvo?? vesm?r.

Obi-Wan Kenobi ?ekl, ?e s?la dr?? galaxii pohromad?. Tot?? lze ??ci o gravitaci. Skute?nost: Gravitace n?m umo??uje chodit po Zemi, Zem? se ot??et kolem Slunce a Slunce se pohybovat kolem supermasivn? ?ern? d?ry ve st?edu na?? galaxie. Jak rozum?t gravitaci? To je diskutov?no v na?em ?l?nku.

?ekn?me hned, ?e zde nenajdete jednozna?n? spr?vnou odpov?? na ot?zku „Co je gravitace“. Proto?e to prost? neexistuje! Gravitace je jedn?m z nejz?hadn?j??ch jev?, nad kter?m si v?dci l?mou hlavu a st?le nemohou pln? vysv?tlit jeho podstatu.

Existuje mnoho hypot?z a n?zor?. Existuje v?ce ne? tucet teori? gravitace, alternativn?ch i klasick?ch. Pod?v?me se na ty nejzaj?mav?j??, relevantn? a nejmodern?j??.

Chcete ka?d? den v?ce u?ite?n?ch informac? a nejnov?j??ch zpr?v? P?idejte se k n?m na telegramu.

Gravitace je z?kladn? fyzik?ln? interakce

Ve fyzice existuj? 4 z?kladn? interakce. D?ky nim je sv?t p?esn? takov?, jak? je. Gravitace je jednou z t?chto interakc?.

Z?kladn? interakce:

• gravitace;
• elektromagnetismus;
• siln? interakce;
• slab? interakce.

V sou?asn? dob? je sou?asn? teorie popisuj?c? gravitaci GTR (obecn? teorie relativity). Navrhl jej Albert Einstein v letech 1915-1916.

V?me v?ak, ?e je p??li? brzy mluvit o kone?n? pravd?. Koneckonc?, n?kolik stolet? p?ed objeven?m obecn? teorie relativity ve fyzice dominovala Newtonova teorie k popisu gravitace, kter? byla v?razn? roz???ena.

V r?mci obecn? teorie relativity je v sou?asnosti nemo?n? vysv?tlit a popsat v?echny probl?my spojen? s gravitac?.

P?ed Newtonem se v?eobecn? v??ilo, ?e gravitace na Zemi a gravitace v nebi jsou r?zn? v?ci. V??ilo se, ?e planety se pohybuj? podle sv?ch vlastn?ch ide?ln?ch z?kon?, odli?n?ch od t?ch na Zemi.

Newton objevil z?kon univerz?ln? gravitace v roce 1667. Tento z?kon samoz?ejm? existoval je?t? za dob dinosaur? a mnohem d??ve.

Starov?c? filozofov? uva?ovali o existenci gravitace. Galileo experiment?ln? vypo??tal gravita?n? zrychlen? na Zemi a zjistil, ?e je stejn? pro t?lesa jak?koli hmotnosti. Kepler studoval z?kony pohybu nebesk?ch t?les.

Newtonovi se poda?ilo formulovat a zobecnit v?sledky sv?ch pozorov?n?. Zde je to, co dostal:

Dv? t?lesa se navz?jem p?itahuj? silou naz?vanou gravita?n? s?la nebo gravitace.

Vzorec pro p?ita?livou s?lu mezi t?lesy:

G je gravita?n? konstanta, m je hmotnost t?les, r je vzd?lenost mezi t??i?ti t?les.

Jak? je fyzik?ln? v?znam gravita?n? konstanty? Je rovna s?le, kterou na sebe p?sob? t?lesa o hmotnosti 1 kilogramu, kter? jsou od sebe vzd?lena 1 metr.

Podle Newtonovy teorie ka?d? objekt vytv??? gravita?n? pole. P?esnost Newtonova z?kona byla testov?na na vzd?lenosti men?? ne? jeden centimetr. Samoz?ejm? pro mal? hmotnosti jsou tyto s?ly nev?znamn? a lze je zanedbat.

Newton?v vzorec je pou?iteln? jak pro v?po?et s?ly p?ita?livosti planet ke Slunci, tak pro mal? objekty. Jednodu?e nevn?m?me, jakou silou se p?itahuj? ?ekn?me koule na kule?n?kov?m stole. P?esto tato s?la existuje a lze ji vypo??tat.

P?ita?liv? s?la p?sob? mezi libovoln?mi t?lesy ve Vesm?ru. Jeho ??inek se roz?i?uje na jakoukoli vzd?lenost.

Newton?v z?kon univerz?ln? gravitace nevysv?tluje povahu gravita?n? s?ly, ale stanovuje kvantitativn? z?kony. Newtonova teorie nen? v rozporu s GTR. Pro ?e?en? praktick?ch ?loh v pozemsk?m m???tku a pro v?po?et pohybu nebesk?ch t?les zcela posta??.

Gravitace v obecn? relativit?

Navzdory skute?nosti, ?e Newtonova teorie je v praxi docela pou?iteln?, m? ?adu nev?hod. Z?kon univerz?ln? gravitace je matematick? popis, ale neposkytuje vhled do z?kladn? fyzik?ln? podstaty v?c?.

Podle Newtona p?sob? gravita?n? s?la na jakoukoli vzd?lenost. A funguje to okam?it?. Vzhledem k tomu, ?e nejvy??? rychlost? na sv?t? je rychlost sv?tla, je zde rozpor. Jak m??e gravitace p?sobit okam?it? na jakoukoli vzd?lenost, kdy? sv?tlu trv? ne okam?ik, ale n?kolik sekund nebo dokonce let, ne? je p?ekon??

V r?mci obecn? teorie relativity se gravitace nepova?uje za s?lu p?sob?c? na t?lesa, ale za zak?iven? prostoru a ?asu vlivem hmoty. Gravitace tedy nen? silov? interakce.

Jak? je ??inek gravitace? Zkusme to popsat pomoc? analogie.

P?edstavme si prostor v podob? elastick?ho prost?radla. Pokud na n?j polo??te lehk? tenisov? m??ek, povrch z?stane rovn?. Pokud ale vedle m??e polo??te t??k? z?va??, vytla?? na povrch d?ru a m?? se za?ne kut?let sm?rem k velk?mu, t??k?mu z?va??. Toto je „gravitace“.

Mimochodem! Pro na?e ?ten??e je nyn? sleva 10 %.

Objev gravita?n?ch vln

Gravita?n? vlny p?edpov?d?l Albert Einstein ji? v roce 1916, ale byly objeveny a? o sto let pozd?ji, v roce 2015.

Co jsou gravita?n? vlny? Nakresl?me op?t analogii. Pokud hod?te k?men do klidn? vody, objev? se na hladin? vody, odkud pad?, kruhy. Gravita?n? vlny jsou stejn? vln?n?, poruchy. Nejen na vod?, ale v glob?ln?m ?asoprostoru.

M?sto vody je tu ?asoprostor a m?sto kamene ?ekn?me ?ern? d?ra. Jak?koli zrychlen? pohyb hmoty generuje gravita?n? vlnu. Pokud jsou t?lesa ve stavu voln?ho p?du, p?i pr?chodu gravita?n? vlny se vzd?lenost mezi nimi zm?n?.

Proto?e gravitace je velmi slab? s?la, detekce gravita?n?ch vln byla spojena s velk?mi technick?mi obt??emi. Modern? technologie umo?nily detekovat v?buch gravita?n?ch vln pouze ze supermasivn?ch zdroj?.

Vhodnou ud?lost? pro detekci gravita?n? vlny je slou?en? ?ern?ch d?r. Bohu?el nebo na?t?st? se to st?v? velmi z??dka. P?esto se v?dc?m poda?ilo zaregistrovat vlnu, kter? se doslova p?evalila prostorem Vesm?ru.

Pro z?znam gravita?n?ch vln byl sestrojen detektor o pr?m?ru 4 kilometry. P?i pr?chodu vlny byly zaznamen?ny vibrace zrcadel na z?v?sech ve vakuu a interference sv?tla od nich odra?en?ho.

Gravita?n? vlny potvrdily platnost obecn? teorie relativity.

Gravitace a element?rn? ??stice

Ve standardn?m modelu jsou za ka?dou interakci zodpov?dn? ur?it? element?rn? ??stice. M??eme ??ci, ?e ??stice jsou nositeli interakc?.

Za gravitaci je zodpov?dn? graviton, hypotetick? bezhmotn? ??stice s energi?. Mimochodem, v na?em samostatn?m materi?lu si p?e?t?te v?ce o Higgsov? bosonu, kter? zp?sobil mnoho hluku, a dal??ch element?rn?ch ??stic?ch.

Na z?v?r uv?d?me n?kolik zaj?mav?ch fakt? o gravitaci.

10 fakt? o gravitaci

1. K p?ekon?n? s?ly zemsk? gravitace mus? m?t t?leso rychlost 7,91 km/s. Toto je prvn? ?nikov? rychlost. Sta??, aby se t?leso (nap??klad vesm?rn? sonda) pohybovalo na ob??n? dr?ze kolem planety.
2. Aby kosmick? lo? unikla z gravita?n?ho pole Zem?, mus? m?t rychlost alespo? 11,2 km/s. Toto je druh? ?nikov? rychlost.
3. Objekty s nejsiln?j?? gravitac? jsou ?ern? d?ry. Jejich gravitace je tak siln?, ?e dokonce p?itahuj? sv?tlo (fotony).
4. Gravita?n? s?lu nenajdete v ??dn? rovnici kvantov? mechaniky. Faktem je, ?e kdy? se pokus?te zahrnout gravitaci do rovnic, ztrat? sv?j v?znam. To je jeden z nejd?le?it?j??ch probl?m? modern? fyziky.
5. Slovo gravitace poch?z? z latinsk?ho „gravis“, co? znamen? „t??k?“.
6. ??m hmotn?j?? je objekt, t?m siln?j?? je gravitace. Pokud se ?lov?k, kter? na Zemi v??? 60 kilogram?, v??? na Jupiteru, v?ha uk??e 142 kilogram?.
7. V?dci z NASA se sna?? vyvinout gravita?n? paprsek, kter? umo?n? pohyb objekt? bez kontaktu a p?ekon?n? gravita?n? s?ly.
8. Astronauti na ob??n? dr?ze tak? za??vaj? gravitaci. P?esn?ji ?e?eno mikrogravitace. Zd? se, ?e nekone?n? padaj? spolu s lod?, ve kter? jsou.
9. Gravitace v?dy p?itahuje a nikdy neodpuzuje.
10. ?ern? d?ra o velikosti tenisov?ho m??ku p?itahuje p?edm?ty stejnou silou jako na?e planeta.

Nyn? zn?te definici gravitace a m??ete ??ci, jak? vzorec se pou??v? k v?po?tu p?ita?liv? s?ly. Pokud v?s ?ula v?dy tla?? k zemi siln?j?? ne? gravitace, kontaktujte na?i studentskou slu?bu. Pom??eme v?m snadno studovat i pod nejv?t?? z?t???!