« Физик - 10-р анги"

Сар яагаад дэлхийг тойрон хөдөлдөг вэ?
Сар зогсвол юу болох вэ?
Яагаад гаригууд нарыг тойрон эргэдэг вэ?

1-р бүлэгт хэрхэн яаж хийхийг нарийвчлан авч үзсэн болно ДэлхийДэлхийн гадаргын ойролцоо байгаа бүх биетүүдэд ижил хурдатгал - хурдатгалын талаар мэдээлдэг Чөлөөт уналт. Гэвч хэрэв бөмбөрцөг нь биед хурдатгал өгдөг бол Ньютоны хоёр дахь хуулийн дагуу энэ нь биед тодорхой хүчээр үйлчилдэг. Дэлхий бие махбодид үйлчлэх хүчийг нэрлэдэг хүндийн хүч. Эхлээд бид энэ хүчийг олж, дараа нь хүчийг авч үзье хүндийн хүч.

Модулийн хурдатгал нь Ньютоны хоёр дахь хуулиар тодорхойлогддог.

Ерөнхий тохиолдолд энэ нь биед үйлчлэх хүч ба түүний массаас хамаарна. Чөлөөт уналтын хурдатгал нь массаас хамаардаггүй тул таталцлын хүч нь масстай пропорциональ байх ёстой нь тодорхой байна.

Физик хэмжигдэхүүн нь чөлөөт уналтын хурдатгал бөгөөд бүх биед тогтмол байдаг.

F = mg томьёо дээр үндэслэн та өгөгдсөн биеийн массыг массын стандарт нэгжтэй харьцуулах замаар биеийн массыг хэмжих энгийн бөгөөд практикт тохиромжтой аргыг тодорхойлж болно. Хоёр биеийн массын харьцаа нь бие махбодид үйлчлэх таталцлын хүчний харьцаатай тэнцүү байна.

Энэ нь бие махбодид үйлчлэх таталцлын хүч ижил байвал тэдгээрийн масс ижил байна гэсэн үг юм.

Энэ нь пүрш эсвэл жингийн жингээр жинг тодорхойлох үндэс суурь юм. Жинлүүрийн хайруулын тавган дээрх биеийн даралтын хүчийг биед үзүүлэх хүндийн хүчтэй тэнцүү байхын тулд жингийн бусад хайруулын тавган дээрх жингийн даралтын хүчээр тэнцвэржүүлнэ. тэнцүү хүч чадалжинд хэрэглэсэн таталцлын хүчээр бид биеийн массыг тодорхойлно.

Дэлхийн ойролцоо байгаа тухайн биед үйлчлэх таталцлын хүчийг зөвхөн дэлхийн гадаргуугийн ойролцоох тодорхой өргөрөгт тогтмол гэж үзэж болно. Хэрэв биеийг өргөх эсвэл өөр өргөрөгт шилжүүлэх юм бол чөлөөт уналтын хурдатгал, улмаар таталцлын хүч өөрчлөгдөнө.

Таталцлын хүч.

Дэлхий дээр чулуу унах шалтгаан, сарны дэлхийг тойрон хөдөлж, нарны эргэн тойронд байгаа гаригуудын хөдөлгөөн ижил гэдгийг анх Ньютон хатуу нотолсон. Энэ таталцлын хүчОрчлон ертөнцийн аль ч биетүүдийн хооронд үйлчилдэг.

Ньютон хэрэв агаарын эсэргүүцэлгүй байсан бол шидсэн чулууны замнал болно гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. өндөр уул(Зураг 3.1) тодорхой хурдтайгаар дэлхийн гадаргуу дээр хэзээ ч хүрч чадахгүй, харин гаригууд тэнгэр дэх тойрог замаа дүрсэлсэнтэй адилаар түүнийг тойрон эргэлдэж болно.

Ньютон энэ шалтгааныг олж, түүнийг нэг томьёо буюу бүх нийтийн таталцлын хууль хэлбэрээр үнэн зөв илэрхийлж чадсан.

Бүх нийтийн таталцлын хүч нь массаас үл хамааран бүх биед ижил хурдатгал өгдөг тул түүний үйлчилж буй биеийн масстай пропорциональ байх ёстой.

“Таталцал нь ерөнхийдөө бүх биед байдаг бөгөөд тэдгээрийн масстай пропорциональ байдаг ... бүх гаригууд бие бие рүүгээ татагддаг ...” И.Ньютон

Гэхдээ жишээлбэл, Дэлхий саран дээр сарны масстай пропорциональ хүчээр үйлчилдэг тул Ньютоны гурав дахь хуулийн дагуу сар дэлхий дээр ижил хүчээр үйлчлэх ёстой. Түүнээс гадна энэ хүч нь дэлхийн масстай пропорциональ байх ёстой. Хэрэв таталцлын хүч үнэхээр бүх нийтийн шинж чанартай бол тухайн биеийн талаас бусад биет бусад биеийн масстай пропорциональ хүчээр үйлчлэх ёстой. Иймээс бүх нийтийн таталцлын хүч нь харилцан үйлчилж буй биетүүдийн массын үржвэртэй пропорциональ байх ёстой. Эндээс бүх нийтийн таталцлын хуулийн томъёолол гарч ирдэг.

Таталцлын хууль:

Хоёр биеийн харилцан таталцлын хүч нь эдгээр биеийн массын үржвэртэй шууд пропорциональ бөгөөд тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна.

Пропорциональ байдлын хүчин зүйлийг G гэж нэрлэдэг таталцлын тогтмол.

Таталцлын тогтмол нь 1 кг жинтэй хоёр материаллаг цэгийн хоорондох таталцлын хүчтэй тоон утгаараа тэнцүү бөгөөд хэрэв тэдгээрийн хоорондох зай 1 м байна. Эцсийн эцэст, масс нь m 1 \u003d м 2 \u003d 1 кг ба зайтай. r \u003d 1 м, бид G \u003d F (тоогоор) авна.

Бүх нийтийн таталцлын хууль (3.4) нь бүх нийтийн хууль хүчинтэй гэдгийг санах нь зүйтэй материаллаг цэгүүд. Энэ тохиолдолд таталцлын харилцан үйлчлэлийн хүч нь эдгээр цэгүүдийг холбосон шугамын дагуу чиглэнэ (Зураг 3.2, а).

Бөмбөлөг хэлбэртэй нэгэн төрлийн биетүүд (тэдгээрийг материаллаг цэг гэж үзэх боломжгүй ч гэсэн, Зураг 3.2, б) (3.4) томъёогоор тодорхойлсон хүчээр харилцан үйлчилдэг болохыг харуулж байна. Энэ тохиолдолд r нь бөмбөгний төвүүдийн хоорондох зай юм. Бие биенээ татах хүч нь бөмбөгний төвүүдийг дайран өнгөрөх шулуун шугам дээр байрладаг. Ийм хүчийг нэрлэдэг төв. Дэлхий рүү унах нь бидний гол төлөв гэж үздэг биетүүд нь дэлхийн радиусаас хамаагүй бага (R ≈ 6400 км).

Ийм биетүүдийг хэлбэр дүрсээс үл хамааран материаллаг цэг гэж үзэж болох бөгөөд r нь өгөгдсөн биеэс төв хүртэлх зай гэдгийг харгалзан (3.4) хуулийг ашиглан дэлхий рүү татах хүчийг тодорхойлж болно. Дэлхий.

Дэлхий рүү шидсэн чулуу нь таталцлын нөлөөн дор шулуун замаас хазайж, муруй траекторийг дүрсэлсний дараа эцэст нь Дэлхий рүү унах болно. Хурдтай шидчихвэл цаашаа унана шүү дээ” гэв. I. Ньютон

Таталцлын тогтмол байдлын тодорхойлолт.

Одоо таталцлын тогтмолыг хэрхэн олохыг олж мэдье. Юуны өмнө G нь тодорхой нэртэй гэдгийг анхаарна уу. Энэ нь бүх нийтийн таталцлын хуульд багтсан бүх хэмжигдэхүүний нэгжийг (мөн үүний дагуу нэрсийг) өмнө нь тогтоосонтой холбоотой юм. Таталцлын хууль нь мэдэгдэж буй хэмжигдэхүүнүүдийн тодорхой нэр бүхий нэгжүүдийн хооронд шинэ холболтыг өгдөг. Тийм ч учраас коэффициент нь нэрлэсэн утга болж хувирдаг. Бүх нийтийн таталцлын хуулийн томьёог ашиглан SI дахь таталцлын тогтмол нэгжийн нэрийг олоход хялбар байдаг: N м 2 / кг 2 \u003d м 3 / (кг с 2).

G-ийн хэмжээг тодорхойлохын тулд бүх нийтийн таталцлын хуульд багтсан бүх хэмжигдэхүүнийг бие даан тодорхойлох шаардлагатай: масс, хүч, бие хоорондын зай.

Асуудал нь жижиг масстай биетүүдийн хоорондох таталцлын хүч маш бага байдагт оршино. Энэ шалтгааны улмаас таталцлын хүч нь байгаль дээрх бүх хүчнүүдийн дотроос хамгийн түгээмэл нь хэдий ч бидний биеийг хүрээлэн буй объектуудад таталцаж, бие биендээ бие биенээ татахыг анзаардаггүй. Бие биенээсээ 1 м-ийн зайд 60 кг жинтэй хоёр хүн ердөө 10-9 Н орчим хүчээр татагддаг. Тиймээс таталцлын тогтмолыг хэмжихийн тулд нэлээд нарийн туршилт хийх шаардлагатай болдог.

Таталцлын тогтмолыг анх 1798 онд Английн физикч Г.Кавендиш мушгирах баланс хэмээх төхөөрөмжөөр хэмжиж байжээ. Эргэлтийн балансын схемийг Зураг 3.3-т үзүүлэв. Төгсгөлд нь хоёр ижил жинтэй хөнгөн рокер нь нимгэн уян утас дээр дүүжлэгдсэн байдаг. Ойролцоох хоёр хүнд бөмбөг хөдөлгөөнгүй бэхлэгдсэн байна. Таталцлын хүч нь жин ба хөдөлгөөнгүй бөмбөгний хооронд ажилладаг. Эдгээр хүчний нөлөөн дор рокер нь үүссэн уян хатан хүч нь таталцлын хүчтэй тэнцүү болтол утсыг эргүүлж, мушгина. Таталцлын хүчийг тодорхойлохын тулд мушгирах өнцгийг ашиглаж болно. Үүнийг хийхийн тулд та зөвхөн утасны уян хатан шинж чанарыг мэдэх хэрэгтэй. Биеийн массыг мэддэг бөгөөд харилцан үйлчилж буй биетүүдийн төвүүдийн хоорондох зайг шууд хэмжиж болно.

Эдгээр туршилтаас таталцлын тогтмол байдлын дараах утгыг олж авсан.

G \u003d 6.67 10 -11 Н м 2 / кг 2.

Зөвхөн асар их масстай биетүүд харилцан үйлчилдэг (эсвэл ядаж аль нэг биеийн масс нь маш том) тохиолдолд таталцлын хүч хүрдэг. асар их ач холбогдолтой. Жишээлбэл, Дэлхий сар хоёр бие биедээ F ≈ 2 10 20 Н хүчээр татагддаг.

Биеийн чөлөөт уналтын хурдатгалын газарзүйн өргөрөгөөс хамаарах хамаарал.

Биеийн байрлаж буй цэгийг экватороос туйл руу шилжүүлэх үед таталцлын хурдатгал нэмэгдэхийн нэг шалтгаан нь дэлхийн бөмбөрцөг туйлуудад бага зэрэг хавтгай, дэлхийн төвөөс түүний гадаргуу хүртэлх зай юм. туйл нь экваторынхаас бага. Өөр нэг шалтгаан нь дэлхийн эргэлт юм.

Инерцийн болон таталцлын массын тэгш байдал.

Таталцлын хүчний хамгийн гайхалтай шинж чанар нь массаас үл хамааран бүх биед ижил хурдатгал өгдөг. Өшиглөлт нь энгийн ширэн бөмбөг, хоёр фунтын жинг адилхан хурдасгах хөлбөмбөгчний талаар та юу хэлэх вэ? Энэ боломжгүй гэж бүгд хэлэх болно. Гэвч Дэлхий бол яг ийм "ер бусын хөлбөмбөгчин" бөгөөд цорын ганц ялгаа нь түүний биед үзүүлэх нөлөө нь богино хугацааны нөлөөллийн шинж чанартай байдаггүй, харин олон тэрбум жилийн турш тасралтгүй үргэлжилдэг.

Ньютоны онолоор бол таталцлын талбайн эх үүсвэр нь масс юм. Бид дэлхийн таталцлын талбарт байна. Үүний зэрэгцээ бид таталцлын талбайн эх үүсвэр боловч бидний масс дэлхийн массаас хамаагүй бага тул бидний талбай хамаагүй сул, хүрээлэн буй объектууд үүнд хариу үйлдэл үзүүлэхгүй.

Таталцлын хүчний ер бусын шинж чанарыг бид аль хэдийн хэлсэнчлэн эдгээр хүч нь харилцан үйлчилж буй биетүүдийн масстай пропорциональ байдагтай холбон тайлбарладаг. Ньютоны хоёр дахь хуульд багтсан биеийн масс нь биеийн инерцийн шинж чанарыг тодорхойлдог, өөрөөр хэлбэл тухайн хүчний үйл ажиллагааны дор тодорхой хурдатгал авах чадварыг тодорхойлдог. Энэ инерцийн массм ба.

Энэ нь бие биенээ татах чадвартай ямар холбоотой юм шиг санагдаж байна вэ? Биеийн бие биенээ татах чадварыг тодорхойлдог масс нь таталцлын масс m r .

Ньютоны механикаас инерцийн болон таталцлын масс ижил байна, өөрөөр хэлбэл

m ба = m r. (3.5)

Тэгш байдал (3.5) нь туршлагын шууд үр дагавар юм. Энэ нь биеийн массыг түүний инерцийн болон таталцлын шинж чанарын тоон хэмжүүр гэж энгийнээр хэлж болно гэсэн үг юм.

Байгальд байдаг янз бүрийн эрх мэдэлбиеүүдийн харилцан үйлчлэлийг тодорхойлдог . Механик дээр үүсдэг хүчийг авч үзье.

таталцлын хүч.Магадгүй, хүн оршин тогтнож байсан анхны хүч бол дэлхийн хажуугийн биетүүдэд үйлчлэх таталцлын хүч байсан байх.

Хүнд таталцлын хүч ямар ч биетийн хооронд үйлчилдэг гэдгийг ойлгоход олон зуун жил шаардлагатай байсан. Хүнд таталцлын хүч ямар ч биетийн хооронд үйлчилдэг гэдгийг ойлгоход олон зуун жил шаардлагатай байсан. Английн физикч Ньютон энэ баримтыг анх ойлгосон. Гаригуудын хөдөлгөөнийг зохицуулдаг хуулиудад (Кеплерийн хуулиуд) дүн шинжилгээ хийж үзээд гаригуудын хөдөлгөөний ажиглагдсан хуулиуд зөвхөн тэдгээрийн хооронд масстай нь шууд пропорциональ, урвуу пропорциональ татах хүч байгаа тохиолдолд л биелнэ гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. тэдгээрийн хоорондох зайны квадрат хүртэл.

Ньютон томъёолсон таталцлын хууль. Аливаа хоёр бие бие биедээ татагддаг. Цэгэн биетүүдийн хоорондох таталцлын хүч нь тэдгээрийг холбосон шулуун шугамын дагуу чиглүүлж, хоёулангийнх нь масстай шууд пропорциональ ба тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна.

Энэ тохиолдолд цэгийн бие гэж тэдгээрийн хоорондын зайнаас хэд дахин бага хэмжээтэй биетүүдийг ойлгодог.

Таталцлын хүчийг таталцлын хүч гэж нэрлэдэг. Пропорциональ G-ийн коэффициентийг таталцлын тогтмол гэж нэрлэдэг. Түүний утгыг туршилтаар тодорхойлсон: G = 6.7 10¯¹¹ N м² / кг².

хүндийн хүчДэлхийн гадаргуугийн ойролцоо үйлчилж, түүний төв рүү чиглэсэн бөгөөд дараахь томъёогоор тооцоолно.

Энд g нь чөлөөт уналтын хурдатгал (g = 9.8 м/с²).

Амьд биетийн хэмжээ, хэлбэр, хувь хэмжээ нь түүний хэмжээнээс ихээхэн хамаардаг тул амьд байгальд таталцлын үүрэг маш чухал юм.

Биеийн жин.Ачаалал тавихад юу болохыг анхаарч үзээрэй хэвтээ хавтгай(дэмжлэг). Ачаа буулгасны дараа эхний мөчид таталцлын нөлөөгөөр доошоо хөдөлж эхэлдэг (Зураг 8).

Онгоц нугалж, дээш чиглэсэн уян харимхай хүч (тусламжийн урвал) байдаг. Уян хатан хүч (Fy) нь таталцлын хүчийг тэнцвэржүүлсний дараа биеийн доошилсон байдал, тулгуурын хазайлт зогсох болно.

Тулгуурын хазайлт нь биеийн үйл ажиллагааны дор үүссэн тул биеийн жин гэж нэрлэгддэг биеийн хажуугийн тулгуур дээр тодорхой хүч (P) үйлчилдэг (Зураг 8, б). Ньютоны гурав дахь хуулийн дагуу биеийн жин нь тулгуурын урвалын хүчтэй тэнцүү бөгөөд эсрэг чиглэлд чиглэгддэг.

P \u003d - Фу \u003d F хүнд.

биеийн жин бие нь түүнтэй харьцуулахад хөдөлгөөнгүй хэвтээ тулгуур дээр үйлчилдэг хүчийг P гэж нэрлэдэг.

Тулгуурт хүндийн хүч (жин) үйлчилдэг тул энэ нь хэв гажиж, уян хатан чанараас болж таталцлын хүчийг эсэргүүцдэг. Энэ тохиолдолд тулгуурын талаас үүссэн хүчийг тулгуурын урвалын хүч гэж нэрлэдэг бөгөөд эсрэг үйл ажиллагааны хөгжлийн үзэгдлийг тулгуурын урвал гэж нэрлэдэг. Ньютоны гурав дахь хуулийн дагуу тулгуурын урвалын хүч нь биеийн таталцлын хүчтэй тэнцүү ба түүний эсрэг чиглэлд байна.

Хэрэв тулгуур дээр байгаа хүн өөрийн биеийн холбоосуудын хурдатгалын дагуу тулгуураас холдвол тулгуурын урвалын хүч ma утгаараа нэмэгддэг ба энд m нь хүний ​​масс ба хурдатгал юм. түүний биеийн холбоосууд хөдөлдөг. Эдгээр динамик нөлөөллийг штамм хэмжигч төхөөрөмж (динамограмм) ашиглан бүртгэж болно.

Жинг биеийн масстай андуурч болохгүй. Биеийн масс нь түүний инерцийн шинж чанарыг тодорхойлдог бөгөөд таталцлын хүч эсвэл түүний хөдөлж буй хурдатгалаас хамаардаггүй.

Биеийн жин нь тулгуур дээр үйлчлэх хүчийг тодорхойлдог бөгөөд таталцлын хүч болон хөдөлгөөний хурдатгалаас хамаарна.

Жишээлбэл, саран дээр биеийн жин нь дэлхий дээрх биеийн жингээс ойролцоогоор 6 дахин бага байдаг.Мас нь хоёр тохиолдолд ижил бөгөөд биеийн доторх бодисын хэмжээгээр тодорхойлогддог.

Өдөр тутмын амьдрал, технологи, спорт, жинг ихэвчлэн Ньютон (N) биш харин килограмм хүчээр (кгф) зааж өгдөг. Нэг нэгжээс нөгөөд шилжих нь дараах томъёоны дагуу явагдана: 1 кгф = 9.8 Н.

Дэмжлэг ба бие нь хөдөлгөөнгүй байх үед биеийн масс нь энэ биеийн таталцлын хүчтэй тэнцүү байна. Тулгуур болон бие нь тодорхой хурдатгалтай хөдөлж байвал түүний чиглэлээс хамааран бие нь жингүйдэх эсвэл хэт ачаалалтай байж болно. Хурдатгал нь чиглэлд давхцаж, чөлөөт уналтын хурдатгалтай тэнцүү байх үед биеийн жин тэг байх тул жингүйдлийн байдал үүсдэг (ОУСС, доош буух үед өндөр хурдны цахилгаан шат). Тулгуурын хөдөлгөөний хурдатгал нь чөлөөт уналтын хурдатгалын эсрэг байвал тухайн хүн хэт ачааллыг мэдэрдэг (дэлхийн гадаргуугаас нисгэгчтэй сансрын хөлөг, өндөр хурдны лифт дээшээ гарч эхэлдэг).

Тодорхойлолт

Масстай аливаа биетүүдийн хооронд дээрх биеүүдийг бие биедээ татах хүч байдаг. Ийм хүчийг харилцан татах хүч гэж нэрлэдэг.

Материаллаг хоёр цэгийг авч үзье (Зураг 1). Тэдгээр нь эдгээр материаллаг цэгүүдийн массын үржвэртэй шууд пропорциональ ба тэдгээрийн хоорондох зайтай урвуу пропорциональ хүчээр татагддаг. Тэгэхээр таталцлын хүч () нь дараахтай тэнцүү байх болно.

m 2 масстай материаллаг цэг нь таталцлын хүч - радиус - вектороор 2-р цэгээс 1-р цэг хүртэл татсан m 1 масстай материаллаг цэг дээр үйлчилдэг бол энэ векторын модуль нь материаллаг цэгүүдийн хоорондох зай (r) -тай тэнцүү байна. ; G \u003d 6.67 10 -11 м 3 кг -1 с -2 (SI системд) - таталцлын тогтмол (таталцлын тогтмол).

Ньютоны 3-р хуулийн дагуу материаллаг цэг 2-ыг материаллаг 1 () цэгт татах хүч нь дараахтай тэнцүү байна.

Бие хоорондын таталцлыг таталцлын орон (таталцлын талбар) ашиглан гүйцэтгэдэг. Таталцлын хүч нь боломжит юм. Энэ нь таталцлын талбайн энергийн шинж чанарыг тухайн талбайн судлагдсан цэгт байрлах материаллаг цэгийн потенциал энергийг энэ цэгийн масстай харьцуулсан харьцаатай тэнцүү потенциал болгон нэвтрүүлэх боломжийг олгодог.

Дурын хэлбэртэй биеийг татах хүчний томъёо

Дурын хэлбэр, хэмжээтэй хоёр биед бид материаллаг цэг гэж үзэж болох энгийн массыг ялгаж үздэг бөгөөд:

Эхний болон хоёр дахь биеийн материаллаг цэгүүдийн бодисын нягтрал хаана байна, dV 1 ,dV 2 нь сонгосон материалын цэгүүдийн энгийн эзэлхүүн юм. Энэ тохиолдолд dm 2 элемент нь dm 1 элемент дээр үйлчилдэг таталцлын хүч () нь дараах байдалтай тэнцүү байна.

Тиймээс эхний биеийн хоёр дахь биеийг татах хүчийг дараах томъёогоор олж болно.

Эхний (V 1) ба хоёр дахь (V 2) биетүүдийн нийт эзлэхүүн дээр интеграцийг хийх ёстой. Хэрэв бие нь нэгэн төрлийн байвал илэрхийлэлийг бага зэрэг өөрчилж, дараахь зүйлийг олж авна.

Хатуу бөмбөрцөг биетүүдийн татах хүчний томъёо

Хэрэв таталцлын хүчийг хоёроор тооцвол хатуу бодисбөмбөрцөг хэлбэртэй (эсвэл бөмбөлөгтэй ойрхон), нягтрал нь зөвхөн төв хүртэлх зайнаас хамаарна, томъёо (6) дараах хэлбэртэй байна.

Энд m 1, m 2 нь бөмбөгний масс, радиус - бөмбөлгүүдийн төвүүдийг холбосон вектор,

Хэрэв биетүүдийн аль нэг нь бөмбөрцөг хэлбэртэй биш боловч түүний хэмжээс нь хоёр дахь биеийн хэмжээсээс хамаагүй бага байвал (7) илэрхийллийг ашиглаж болно - бөмбөг. Тиймээс (7) томъёог ашиглан биетүүдийг дэлхий рүү татах хүчийг тооцоолж болно.

Таталцлын хүчний нэгж

SI систем дэх татах хүчийг (мөн бусад хүчний адил) хэмжих үндсэн нэгж нь: \u003d H.

GHS-д: =dyn.

Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ

Жишээ

Даалгавар.Тус бүр нь 1 кг жинтэй ижил төстэй хоёр бөмбөгийг татах хүч ямар байх вэ? Тэдний төвүүдийн хоорондох зай нь 1 м байна.

Шийдэл.Асуудлыг шийдэх үндэс нь дараах томъёо юм.

Таталцлын хүчний модулийг тооцоолохын тулд (1.1) томъёог дараах хэлбэрт шилжүүлнэ.

Тооцооллыг хийцгээе:

Хариулах.

Жишээ

Даалгавар.Хязгааргүй урт нимгэн шулуун саваа ямар хүчээр (модульээр) m масстай материаллаг бөөмийг татдаг вэ? Бөөм нь саваагаас a зайд байрладаг. Саваа бодисын шугаман массын нягт нь tau-тай тэнцүү байна

Таталцал нь орчин үеийн физикийн төдийгүй бусад олон шинжлэх ухааны үндэс суурь болдог тул амьдралынхаа туршид хүн бүр ийм ойлголттой нэгээс олон удаа тааралддаг.

Эрт дээр үеэс олон эрдэмтэд бие махбодын таталцлыг судалж ирсэн боловч гол нээлт нь Ньютонтой холбоотой бөгөөд түүний толгой дээр унасан жимстэй хүн бүрийн мэддэг түүх гэж тодорхойлогддог.

Энгийн үгээр таталцал гэж юу вэ

Таталцал бол орчлон ертөнцийн хэд хэдэн биетүүдийн хоорондох таталцал юм. Үзэгдлийн мөн чанар нь өөр өөр байдаг, учир нь энэ нь тус бүрийн масс, тэдгээрийн хоорондох урт, өөрөөр хэлбэл зайгаар тодорхойлогддог.

Ньютоны онол нь манай гаригийн унасан жимс болон хиймэл дагуул хоёулаа ижил хүч буюу Дэлхийг татахад нөлөөлдөг гэсэн баримт дээр үндэслэсэн байв. Хиймэл дагуул нь масс, зайнаасаа болж дэлхийн сансарт яг унасангүй.

Таталцлын талбар

Таталцлын орон гэдэг нь таталцлын хуулийн дагуу биетүүд харилцан үйлчилдэг орон зай юм.

Эйнштейний харьцангуйн онол нь талбарыг цаг хугацаа, орон зайн тодорхой шинж чанар гэж тодорхойлдог бөгөөд энэ нь физик объектууд гарч ирэхэд онцлог шинж чанартай байдаг.

таталцлын долгион

Энэ бол хөдөлж буй объектуудаас цацрагийн үр дүнд үүссэн талбайн тодорхой төрлийн өөрчлөлт юм. Тэд сэдвээс салж, долгионы нөлөөгөөр тархдаг.

Таталцлын онолууд

Сонгодог онол бол Ньютоны онол юм. Гэсэн хэдий ч энэ нь төгс биш байсан бөгөөд дараа нь өөр хувилбарууд гарч ирэв.

Үүнд:

• хэмжүүрийн онолууд;
• хэмжүүрийн бус;
• вектор;
• Үе шатуудыг анх тодорхойлсон Ле Сэйж;
• квант таталцал.

Өнөөдөр олон арван өөр онолууд байдаг бөгөөд тэдгээр нь бүгд бие биенээ нөхөж, эсвэл үзэгдлийг нөгөө талаас нь авч үздэг.

Үүнийг тэмдэглэх нь зүйтэй: хамгийн тохиромжтой сонголтхараахан байхгүй байгаа боловч үргэлжилж буй хөгжил нь биеийг татахтай холбоотой илүү олон хариултыг нээж байна.

Таталцлын хүч

Үндсэн тооцоо нь дараах байдалтай байна - таталцлын хүч нь биеийн массыг өөр нэгээр үржүүлэхтэй пропорциональ бөгөөд тэдгээрийн хооронд тодорхойлогддог. Энэ томьёог мөн дараах байдлаар илэрхийлнэ: хүч нь объектуудын хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна.

Таталцлын орон нь боломжит бөгөөд энэ нь хадгалагдан үлдсэн гэсэн үг юм кинетик энерги. Энэ баримт нь таталцлын хүчийг хэмждэг асуудлын шийдлийг хялбаршуулдаг.

Сансар дахь таталцал

Олон хүний ​​төөрөгдөл байгаа хэдий ч сансарт таталцал байдаг. Энэ нь дэлхий дээрхээс доогуур боловч одоо ч байгаа.

Анх харахад нисдэг сансрын нисгэгчдийн хувьд үнэндээ тэд удаан уналтын байдалд байна. Харааны хувьд тэд ямар нэгэн зүйлд татагддаггүй мэт боловч практик дээр таталцлыг мэдэрдэг.

Таталцлын хүч нь зайнаас хамаардаг боловч биетүүдийн хоорондын зай хичнээн их байсан ч тэд бие биендээ хүрч очсоор байх болно. Харилцан таталцал хэзээ ч тэгтэй тэнцэхгүй.

Нарны аймгийн таталцал

IN нарны системЗөвхөн Дэлхийд таталцлын хүч байдаггүй. Гаригууд, нар ч гэсэн биетүүдийг өөртөө татдаг.

Хүч нь тухайн объектын массаар тодорхойлогддог тул нар хамгийн өндөр утгатай байдаг.Жишээлбэл, хэрэв манай гараг нэгтэй тэнцүү үзүүлэлттэй бол гэрэлтүүлэгчийн үзүүлэлт бараг хорин найм болно.

Таталцлын хувьд нарны дараа дараагийнх нь Бархасбадь тул таталцлын хүч нь дэлхийнхээс гурав дахин их юм. Плутон хамгийн бага параметртэй.

Тодорхой болгохын тулд үүнийг ингэж тэмдэглэе, онолын хувьд, наран дээр нэг хүн дунджаар хоёр тонн жинтэй, харин манай системийн хамгийн жижиг гаригт ердөө дөрвөн кг жинтэй байдаг.

Гаригийн таталцлыг юу тодорхойлдог

Дээр дурьдсанчлан таталцлын хүч гэдэг нь гаригийн гадаргуу дээр байрлах объектуудыг өөр рүүгээ татах хүч юм.

Таталцлын хүч нь тухайн объектын таталцал, гараг өөрөө болон тэдгээрийн хоорондох зайнаас хамаарна.Хэрэв олон километр бол таталцал бага боловч объектуудыг холбодог.

Таталцал ба түүний шинж чанаруудтай холбоотой хэд хэдэн чухал бөгөөд сонирхолтой талуудыг хүүхдэд тайлбарлах нь зүйтэй.

1. Энэ үзэгдэл нь бүх зүйлийг татдаг, гэхдээ хэзээ ч няцаахгүй - энэ нь түүнийг бусад физик үзэгдлүүдээс ялгаж өгдөг.
2. Тэг үзүүлэлт байхгүй. Даралт нөлөө үзүүлэхгүй, өөрөөр хэлбэл таталцал ажиллахгүй байгаа нөхцөл байдлыг дуурайх боломжгүй юм.
3. Дэлхий дээрээс унаж байна дундаж хурдЭнэ хурдыг секундэд 11.2 км хурдалж, та гаригийн татах худгийг орхиж болно.
4. Таталцлын долгион байдаг нь шинжлэх ухаанаар нотлогдоогүй, энэ бол зүгээр л таамаг юм. Хэрэв тэд хэзээ нэгэн цагт харагдах юм бол биетүүдийн харилцан үйлчлэлтэй холбоотой сансар огторгуйн олон нууцууд хүн төрөлхтөнд илчлэгдэх болно.

Эйнштейн мэтийн эрдэмтний харьцангуйн суурь онолоор бол таталцал нь орчлон ертөнцийн үндэс болсон материаллаг ертөнцийн оршин тогтнох үндсэн үзүүлэлтүүдийн муруйлт юм.

Таталцал нь хоёр биетийн харилцан таталцлыг хэлнэ. Харилцан үйлчлэх хүч нь биетүүдийн таталцал ба тэдгээрийн хоорондын зайнаас хамаарна. Өнөөг хүртэл үзэгдлийн бүх нууц илчлээгүй байгаа ч өнөөдөр энэ үзэл баримтлал, түүний шинж чанарыг тодорхойлсон хэдэн арван онолууд байдаг.

Судлагдсан объектын нарийн төвөгтэй байдал нь судалгааны цаг хугацаанд нөлөөлдөг. Ихэнх тохиолдолд масс ба зайны хамаарлыг зүгээр л авдаг.

Таталцлын хүч бол орчлон ертөнцийн тулгуур суурь юм. Таталцлын ачаар нар дэлбэрдэггүй, агаар мандал нь сансар огторгуйд гарахгүй, хүн амьтан гадаргуу дээр чөлөөтэй хөдөлж, ургамал үр жимсээ өгдөг.

Тэнгэрийн механик ба харьцангуйн онол

Дэлхийн таталцлын хуулийг 8-9-р ангид сурдаг ахлах сургууль. Хичээнгүй оюутнууд агуу Исаак Ньютоны толгой дээр унасан алдартай алим болон түүний дараа гарсан нээлтүүдийн талаар мэддэг. Үнэн хэрэгтээ таталцлын талаар тодорхой тодорхойлолт өгөх нь илүү хэцүү байдаг. Орчин үеийн эрдэмтэд биетүүд сансар огторгуйд хэрхэн харилцан үйлчилдэг, таталцлын эсрэг хүч байдаг эсэх талаар ярилцсаар байна. Энэ үзэгдлийг хуурай газрын лабораторид судлах нь маш хэцүү тул таталцлын хэд хэдэн үндсэн онолууд байдаг.

Ньютоны таталцал

1687 онд Ньютон хоосон орон зай дахь биетүүдийн хөдөлгөөнийг судалдаг селестиел механикийн үндэс суурийг тавьжээ. Тэрээр дэлхий дээрх сарны таталцлын хүчийг тооцоолсон. Томъёоны дагуу энэ хүч нь тэдгээрийн масс болон объектуудын хоорондох зайнаас шууд хамаардаг.

F = (G м1 м2)/r2
Таталцлын тогтмол G=6.67*10-11

Хүчтэй таталцлын орон эсвэл хоёроос дээш объектын таталцлыг шинжилж байгаа үед тэгшитгэл нь бүхэлдээ хамааралгүй юм.

Эйнштейний таталцлын онол

Янз бүрийн туршилтын явцад эрдэмтэд Ньютоны томъёонд зарим алдаа байгаа гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн. Тэнгэрийн механикийн үндэс нь харьцангуйн онолд тохирохгүй алсын зайнаас үл хамааран агшин зуур ажилладаг алсын зайн хүч юм.

20-р зууны эхээр боловсруулсан А.Эйнштейний онолоор бол мэдээлэл вакуум дахь гэрлийн хурдаас илүү хурдан тархдаггүй тул орон зай цаг хугацааны хэв гажилтын үр дүнд таталцлын нөлөө үүсдэг. Биеийн масс их байх тусам хөнгөн биетүүд эргэлдэх муруйлт их байх болно.

квант таталцал

Биеийн харилцан үйлчлэлийг тусгай бөөмс - гравитонуудын солилцоо гэж тайлбарладаг маш маргаантай, бүрэн төлөвшөөгүй онол.

21-р зууны эхээр эрдэмтэд адрон коллайдерын тусламжтайгаар хэд хэдэн чухал туршилтуудыг хийж, хүрдний квант таталцлын онол, мөрний онолыг боловсруулж чадсан.

Таталцалгүй ертөнц

Уран зөгнөлт зохиолууд нь ихэвчлэн янз бүрийн таталцлын гажуудал, таталцлын эсрэг танхимууд болон сансрын хөлөгхиймэл таталцлын оронтой. Уншигчид заримдаа номын үйл явдал хэр бодитой бус, таталцлын хүч буурах / нэмэгдэх эсвэл бүрмөсөн алга болвол юу болох талаар огт боддоггүй.

1. Хүн дасан зохицдог дэлхийн таталцал, тиймээс бусад нөхцөлд тэрээр эрс өөрчлөгдөх шаардлагатай болно. Жингүйдэл нь булчингийн хатингаршил, цусны улаан эсийн тоо буурч, биеийн бүх чухал тогтолцооны ажил тасалдахад хүргэдэг бөгөөд таталцлын талбай ихсэх тусам хүмүүс зүгээр л хөдөлж чадахгүй.
2. Агаар, ус, ургамал, амьтан, байшин, машинууд нисэх болно Гадаад орон зай. Хүмүүс үлдэж чадсан ч хүчилтөрөгч, хоол хүнсгүй хурдан үхэх болно. Саран дээрх таталцлын хүч бага байгаа нь түүн дээр агаар мандал, үүний дагуу амьдрал байхгүй байх гол шалтгаан юм.
3. Манай гараг дэлхийн яг төв дэх даралт алга болж, одоо байгаа бүх галт уулс дэлбэрч, тектоник хавтангууд хуваагдаж эхэлснээр сүйрэх болно.
4. Цөм дэх бөөмсийн хүчтэй даралт, эмх замбараагүй мөргөлдөөний улмаас одод дэлбэрнэ.
5. Орчлон ертөнц ямар ч хэлбэргүй атом, молекулуудын шөл болон хувирч, өөр зүйлийг бий болгохын тулд нэгдэж чадахгүй.

Хүн төрөлхтний аз болоход таталцлын зогсолт, түүнийг дагасан аймшигт үйл явдлууд хэзээ ч тохиолдохгүй. Харанхуй хувилбар нь таталцал ямар чухал болохыг харуулж байна. Тэр илүү сул дорой юм цахилгаан соронзон, хүчтэй эсвэл сул харилцан үйлчлэл, гэхдээ үнэндээ үүнгүйгээр бидний ертөнц оршин тогтнохоо болино.