Maana ya sheria ya mvuto wa ulimwengu wote. Historia ya ugunduzi wa sheria ya mvuto wa ulimwengu - maelezo, sifa na ukweli wa kuvutia Historia ya ugunduzi wa sheria ya mvuto wa ulimwengu.

Mipaka ya matumizi ya sheria

Sheria ya mvuto wa ulimwengu wote inatumika tu kwa pointi za nyenzo, i.e. kwa miili ambayo vipimo ni ndogo sana kuliko umbali kati yao; miili ya spherical; kwa mpira wa radius kubwa inayoingiliana na miili ambayo vipimo vyake ni vidogo sana kuliko vipimo vya mpira.

Lakini sheria haitumiki, kwa mfano, kwa kuingiliana kwa fimbo isiyo na kipimo na mpira. Katika kesi hii, nguvu ya mvuto ni kinyume chake kwa umbali tu, na sio kwa mraba wa umbali. Na nguvu ya kivutio kati ya mwili na ndege isiyo na mwisho haitegemei umbali hata kidogo.

Mvuto

Kesi maalum ya nguvu za mvuto ni nguvu ya mvuto wa miili kuelekea Dunia. Nguvu hii inaitwa mvuto. Katika kesi hii, sheria ya mvuto wa ulimwengu wote ina fomu:

F t = G ∙mM/(R+h) 2

ambapo m ni uzito wa mwili (kg),

M - uzito wa Dunia (kg),

R - radius ya Dunia (m),

h - urefu juu ya uso (m).

Lakini nguvu ya uvutano ni F t = mg, kwa hiyo mg = G mM/(R+h) 2, na kuongeza kasi ya mvuto g = G ∙M/(R+h) 2.

Juu ya uso wa Dunia (h = 0) g = G M/R 2 (9.8 m/s 2).

Kuongeza kasi ya kuanguka bure inategemea

Kutoka urefu juu ya uso wa Dunia;

Kutoka kwa latitudo ya eneo (Dunia ni mfumo wa kumbukumbu usio na inertial);

Kutoka kwa msongamano wa miamba ya ukoko wa dunia;

Kutoka kwa sura ya Dunia (iliyopigwa kwenye miti).

Katika fomula iliyo hapo juu ya g, tegemezi tatu za mwisho hazizingatiwi. Wakati huo huo, tunasisitiza tena kwamba kuongeza kasi ya mvuto haitegemei wingi wa mwili.

Utumiaji wa sheria katika ugunduzi wa sayari mpya

Wakati sayari ya Uranus iligunduliwa, mzunguko wake ulihesabiwa kulingana na sheria ya uvutano wa ulimwengu. Lakini mzunguko wa kweli wa sayari haukuendana na ule uliohesabiwa. Ilifikiriwa kuwa usumbufu wa obiti ulisababishwa na uwepo wa sayari nyingine iko zaidi ya Uranus, ambayo, kwa nguvu yake ya mvuto, inabadilisha mzunguko wake. Ili kupata sayari mpya, ilihitajika kutatua mfumo wa hesabu 12 tofauti na 10 zisizojulikana. Kazi hii ilikamilishwa na mwanafunzi wa Kiingereza Adams; alituma suluhisho kwa Chuo cha Sayansi cha Kiingereza. Lakini huko hawakuzingatia kazi yake. Na mtaalam wa hesabu wa Ufaransa Le Verrier, baada ya kusuluhisha shida hiyo, alituma matokeo kwa mtaalam wa nyota wa Italia Galle. Na yeye, jioni ya kwanza kabisa, akielekeza bomba lake kwenye sehemu iliyoonyeshwa, aligundua sayari mpya. Alipewa jina la Neptune. Kwa njia hiyo hiyo, katika miaka ya 30 ya karne ya ishirini, sayari ya 9 ya mfumo wa jua, Pluto, iligunduliwa.

Alipoulizwa asili ya nguvu za uvutano ni nini, Newton alijibu: “Sijui, lakini sitaki kubuni dhana.”

V. Maswali ya kuimarisha nyenzo mpya.

Kagua maswali kwenye skrini

Je, sheria ya uvutano wa ulimwengu wote inatungwaje?

Je, ni kanuni gani ya sheria ya uvutano wa ulimwengu wote kwa pointi za nyenzo?

Nguvu ya mvuto inaitwaje? Maana yake ya kimwili ni nini? Je, thamani ya SI ni nini?

Uwanja wa mvuto ni nini?

Nguvu ya mvuto inategemea mali ya kati ambayo miili iko?

Je, kasi ya kuanguka kwa bure kwa mwili inategemea wingi wake?

Je, nguvu ya uvutano ni sawa katika sehemu tofauti za ulimwengu?

Eleza athari za mzunguko wa Dunia kuzunguka mhimili wake juu ya kuongeza kasi ya mvuto.

Je, kasi ya mvuto inabadilikaje na umbali kutoka kwenye uso wa Dunia?

Kwa nini Mwezi hauanguki Duniani? ( Mwezi unazunguka Dunia, unashikiliwa na mvuto. Mwezi hauanguki Duniani kwa sababu, ukiwa na kasi ya awali, husogea kwa hali ya hewa. Ikiwa nguvu ya uvutano ya Mwezi kuelekea Dunia itakoma, Mwezi utakimbilia kwenye mstari ulio sawa ndani ya shimo la anga ya nje. Ikiwa harakati ya inertial imesimama, Mwezi ungeanguka duniani. Anguko hilo lingechukua siku nne, saa kumi na mbili, dakika hamsini na nne, sekunde saba. Hivi ndivyo Newton alihesabu.)

VI. Kutatua shida kwenye mada ya somo

Tatizo 1

Kwa umbali gani ni nguvu ya kivutio kati ya mipira miwili ya molekuli 1 g sawa na 6.7 10 -17 N?

(Jibu: R = 1m.)

Tatizo 2

Chombo hicho kilipanda kwa urefu gani kutoka kwenye uso wa Dunia ikiwa vyombo vilibainisha kupungua kwa kasi ya mvuto hadi 4.9 m/s 2?

(Jibu: h = 2600 km.)

Tatizo 3

Nguvu ya uvutano kati ya mipira miwili ni 0.0001N. Ni uzito gani wa moja ya mipira ikiwa umbali kati ya vituo vyao ni 1 m, na uzito wa mpira mwingine ni kilo 100?

(Jibu: takriban tani 15.)

Kwa muhtasari wa somo. Tafakari.

Kazi ya nyumbani

1. Jifunze §15, 16;

2. Kukamilisha zoezi 16 (1, 2);

3. Kwa wale wanaopenda: §17.

4. Jibu swali la microtest:

Roketi ya anga inasonga mbali na Dunia. Nguvu ya uvutano inayofanya kazi kwenye roketi kutoka Duniani itabadilikaje wakati umbali wa katikati ya Dunia unaongezeka kwa mara 3?

A) itaongezeka mara 3; B) itapungua kwa mara 3;

B) itapungua kwa mara 9; D) haitabadilika.

Maombi: uwasilishaji ndani PowerPoint.

Fasihi:

Ivanova L.A. "Uanzishaji wa shughuli za utambuzi wa wanafunzi wakati wa kusoma fizikia", "Prosveshchenie", Moscow 1982
Gomulina N.N. "Fungua Fizikia 2.0." na "Open Astronomy" - hatua mpya. Kompyuta shuleni: Nambari 3/ 2000. - P. 8 - 11.
Gomulina N.N. Kozi za kompyuta zinazoingiliana za kielimu na programu za simulizi katika fizikia // Fizikia shuleni. M.: Nambari ya 8 / 2000. - P. 69 - 74.
Gomulina N.N. "Matumizi ya teknolojia mpya ya habari na mawasiliano ya simu katika fizikia ya shule na elimu ya unajimu. dis. Utafiti 2002
Povzner A.A., Sidorenko F.A. Usaidizi wa picha kwa mihadhara ya fizikia. // Mkutano wa Kimataifa wa XIII "Teknolojia ya Habari katika Elimu, ITO-2003" // Mkusanyiko wa kazi, sehemu ya IV, - Moscow - Elimu - 2003 - p. 72-73.
Starodubtsev V.A., Chernov I.P. Maendeleo na matumizi ya vitendo ya zana za multimedia katika mihadhara // Elimu ya kimwili katika vyuo vikuu - 2002. - Volume 8. - No. 1. p. 86-91.
http//www.polymedia.ru.
Ospennikova E.V., Khudyakova A.V. Kufanya kazi na mifano ya kompyuta katika madarasa ya warsha ya kimwili ya shule // Warsha ya kisasa ya kimwili: Muhtasari wa ripoti. Mkutano wa 8 wa Jumuiya ya Madola. – M.: 2004. - ukurasa wa 246-247.
Gomullina N.N. Mapitio ya machapisho mapya ya elimu ya media titika katika fizikia, Maswali ya Elimu ya Mtandao, Na. 20, 2004.
Physicus, Heureka-Klett Softwareverlag GmbH-Mediahouse, 2003
Fizikia. Madarasa ya 7-9 ya shule ya msingi: sehemu ya I, YDP Interactive Publishing - Elimu - MEDIA, 2003
Fizikia 7-11, Physikon, 2003

MAANA YA SHERIA YA MVUTO

Sheria ya uvutano wa ulimwengu wote ina msingi wa mechanics ya mbinguni- sayansi ya mwendo wa sayari.

Kwa msaada wa sheria hii, nafasi za miili ya mbinguni katika anga kwa miongo mingi mapema imedhamiriwa kwa usahihi mkubwa na trajectories zao zinahesabiwa.

Sheria ya uvutano wa ulimwengu wote pia hutumika katika kuhesabu mwendo wa satelaiti bandia za Dunia na magari ya kiotomatiki kati ya sayari.

Usumbufu katika mwendo wa sayari

Sayari hazitembei madhubuti kulingana na sheria za Kepler. Sheria za Kepler zingezingatiwa sana kwa mwendo wa sayari fulani ikiwa tu sayari hii moja inazunguka Jua. Lakini kuna sayari nyingi kwenye Mfumo wa Jua, zote zinavutiwa na Jua na kila mmoja. Kwa hiyo, usumbufu katika mwendo wa sayari hutokea. Katika Mfumo wa Jua, usumbufu ni mdogo kwa sababu mvuto wa sayari na Jua ni nguvu zaidi kuliko mvuto wa sayari zingine.

Wakati wa kuhesabu nafasi zinazoonekana za sayari, usumbufu lazima uzingatiwe. Wakati wa kuzindua miili ya mbinguni ya bandia na wakati wa kuhesabu trajectories zao, nadharia ya takriban ya mwendo wa miili ya mbinguni hutumiwa - nadharia ya kupotosha.

Ugunduzi wa Neptune

Obiti yake ilihesabiwa na jedwali la nafasi za sayari hii liliundwa kwa miaka mingi ijayo. Walakini, ukaguzi wa jedwali hili, uliofanywa mnamo 1840, ulionyesha kuwa data yake inatofautiana na ukweli.

Adams alikuwa amemaliza hesabu zake mapema, lakini waangalizi ambao aliripoti matokeo yake hawakuwa na haraka ya kuangalia. Wakati huo huo, Leverrier, baada ya kumaliza mahesabu yake, alimwonyesha mtaalam wa nyota wa Ujerumani Halle mahali pa kutafuta sayari isiyojulikana.

Ugunduzi wote wawili unasemekana kufanywa "kwenye ncha ya kalamu."

Usahihi wa sheria ya mvuto wa ulimwengu wote iliyogunduliwa na Newton inathibitishwa na ukweli kwamba kwa msaada wa sheria hii na sheria ya pili ya Newton mtu anaweza kupata sheria za Kepler. Hatutawasilisha hitimisho hili.

Kutumia sheria ya mvuto wa ulimwengu wote, unaweza kuhesabu wingi wa sayari na satelaiti zao; kueleza matukio kama vile kupungua na mtiririko wa maji katika bahari, na mengi zaidi.

Nyenzo zilizowasilishwa zinaweza kutumika wakati wa kufanya somo, mkutano au warsha juu ya kutatua matatizo juu ya mada "Sheria ya Universal Gravitation".

KUSUDI LA SOMO: kuonyesha asili ya ulimwengu ya sheria ya uvutano wa ulimwengu.

MALENGO YA SOMO:

kujifunza sheria ya mvuto wa ulimwengu wote na mipaka ya matumizi yake;
kuzingatia historia ya ugunduzi wa sheria;
onyesha uhusiano wa sababu-na-athari ya sheria za Kepler na sheria ya uvutano wa ulimwengu wote;
onyesha umuhimu wa vitendo wa sheria;
unganisha mada iliyosomwa wakati wa kutatua shida za ubora na hesabu.

VIFAA: vifaa vya makadirio, TV, VCR, filamu za video "On Universal Gravitation", "Juu ya Nguvu Inayotawala Ulimwengu".

Wacha tuanze somo kwa kukagua dhana za kimsingi za kozi ya mechanics.

Ni tawi gani la fizikia linaloitwa mechanics?

Je, tunaita kinematics nini? (Sehemu ya mechanics inayoelezea sifa za kijiometri za mwendo bila kuzingatia wingi wa miili na nguvu za kutenda.) Je, unajua aina gani za mwendo?

Je, mienendo hutatua swali gani? Kwa nini, kwa sababu gani, kwa njia moja au nyingine, miili hutembea? Kwa nini kuongeza kasi hutokea?

Orodhesha idadi kuu ya kimwili ya kinematics? (Harakati, kasi, kuongeza kasi.)

Orodhesha idadi kuu ya kimwili ya mienendo? (Misa, nguvu.)

Uzito wa mwili ni nini? (Kiasi cha kimwili ambacho kina sifa ya kiasi cha mali ya miili ambayo hupata kasi tofauti wakati wa mwingiliano, yaani, sifa ya sifa za ajizi za mwili.)

Ni kiasi gani cha kimwili kinachoitwa nguvu? (Nguvu ni kiasi cha kimwili ambacho kinaonyesha ushawishi wa nje kwa mwili, kama matokeo ambayo hupata kasi.)

Je, ni wakati gani mwili unasonga sawasawa na kwa mstari ulionyooka?

Katika kesi gani mwili huenda kwa kasi?

Tengeneza sheria ya III ya Newton - sheria ya mwingiliano. (Miili hutenda kwa kila mmoja kwa nguvu sawa kwa ukubwa na kinyume katika mwelekeo.)

Tulirudia dhana za kimsingi na sheria kuu za mechanics ambazo zitatusaidia kusoma mada ya somo.

(Kuna maswali na mchoro ubaoni au skrini.)

Leo tunapaswa kujibu maswali:

Kwa nini miili inaanguka duniani?
kwa nini sayari huzunguka jua?
kwa nini mwezi unazunguka dunia?
Tunawezaje kuelezea kuwepo kwa ebbs na mtiririko wa bahari na bahari duniani?

Kwa mujibu wa sheria ya Newton II, mwili huenda kwa kasi tu chini ya ushawishi wa nguvu. Nguvu na kuongeza kasi huelekezwa kwa mwelekeo sawa.

UZOEFU. Inua mpira kwa urefu na uiachilie. Mwili huanguka chini. Tunajua kwamba Dunia inaivutia yenyewe, yaani, nguvu ya mvuto hufanya kazi kwenye mpira.

Je, ni Dunia pekee ambayo ina uwezo wa kutenda juu ya miili yote kwa nguvu inayoitwa mvuto?

Isaac Newton

Mnamo 1667, mwanafizikia wa Kiingereza Isaac Newton alipendekeza kwamba kwa ujumla nguvu za mvuto wa pande zote hutenda kati ya miili yote.

Sasa zinaitwa nguvu za uvutano wa ulimwengu wote au nguvu za uvutano.

Kwa hivyo: kati ya mwili na Dunia, kati ya sayari na Jua, kati ya Mwezi na Dunia kitendo nguvu za uvutano za ulimwengu, ya jumla kuwa sheria.

SOMO. SHERIA YA MVUTO WA ULIMWENGU.

Wakati wa somo tutatumia maarifa ya historia ya fizikia, unajimu, hisabati, sheria za falsafa na habari kutoka kwa fasihi maarufu ya sayansi.

Hebu tufahamiane na historia ya ugunduzi wa sheria ya uvutano wa ulimwengu wote. Wanafunzi kadhaa watatoa mawasilisho mafupi.

Ujumbe wa 1. Ikiwa unaamini hekaya, basi ugunduzi wa sheria ya uvutano wa ulimwengu wote ni "lawama" kwa tufaha ambalo Newton aliona likianguka kutoka kwenye mti. Kuna ushahidi kutoka kwa mtu wa kisasa wa Newton, mwandishi wa wasifu wake, juu ya suala hili:

“Baada ya chakula cha mchana... tuliingia bustanini na kunywa chai chini ya kivuli cha miti kadhaa ya tufaha. Sir Isaac aliniambia kuwa hii ndiyo hali halisi aliyokuwa nayo wakati wazo la mvuto lilipomjia kwa mara ya kwanza. Ilisababishwa na kuanguka kwa tufaha. Kwa nini apple daima huanguka kwa wima, alifikiri mwenyewe. Lazima kuwe na nguvu ya kuvutia ya jambo, iliyojilimbikizia katikati ya Dunia, sawia na wingi wake. Kwa hiyo, tufaha huvutia Dunia kama vile Dunia inavyovutia tufaha. Kwa hiyo, lazima kuwe na nguvu inayofanana na ile tunayoiita mvuto, inayoenea katika Ulimwengu mzima.”

Mawazo haya yalimchukua Newton tayari mnamo 1665-1666, wakati yeye, mwanasayansi anayetaka, alikuwa katika nyumba yake ya nchi, ambapo alikuwa ameondoka Cambridge kwa sababu ya janga la tauni ambalo lilikuwa limeenea katika miji mikubwa ya Uingereza.

Ugunduzi huu mkubwa ulichapishwa miaka 20 baadaye (1687). Sio kila kitu kilikubaliana na nadhani na mahesabu ya Newton, na kuwa mtu wa mahitaji ya juu juu yake mwenyewe, hakuweza kuchapisha matokeo ambayo hayajakamilika. (Wasifu wa I. Newton.) (Kiambatisho Na. 1.)

Asante kwa ujumbe. Hatuwezi kufuatilia mlolongo wa mawazo ya Newton kwa undani, lakini bado tutajaribu kuyazalisha kwa maneno ya jumla.

MAANDIKO KWENYE UBAO AU SKINI. Newton alitumia njia ya kisayansi katika kazi yake:

kutoka kwa data ya mazoezi,
kupitia usindikaji wao wa hisabati,
kwa sheria ya jumla, na kutoka kwayo
kwa matokeo, ambayo yanathibitishwa tena kwa vitendo.

Ni mazoea gani ya data yalijulikana kwa Isaac Newton ambayo yaligunduliwa katika sayansi kufikia 1667?

Ujumbe wa 2. Maelfu ya miaka iliyopita ilionekana kuwa kwa eneo la miili ya mbinguni mtu anaweza kutabiri mafuriko ya mto, na kwa hiyo huvuna, na kufanya kalenda. Kwa nyota - pata njia sahihi kwa meli za baharini. Watu wamejifunza kuhesabu muda wa kupatwa kwa Jua na Mwezi.

Hivi ndivyo sayansi ya astronomia ilivyozaliwa. Jina lake linatokana na maneno mawili ya Kigiriki: "astron", ambayo ina maana ya nyota, na "nomos", ambayo kwa Kirusi ina maana sheria. Hiyo ni, sayansi ya sheria za nyota.

Mawazo mbalimbali yamefanywa kuelezea mwendo wa sayari. Mwanaastronomia maarufu wa Kigiriki Ptolemy katika karne ya 2 KK aliamini kwamba kitovu cha Ulimwengu ni Dunia, ambayo Mwezi, Mercury, Venus, Sun, Mars, Jupiter, na Zohali huzunguka.

Maendeleo ya biashara kati ya Magharibi na Mashariki katika karne ya 15 yaliongeza mahitaji ya urambazaji na kutoa msukumo wa kujifunza zaidi harakati za miili ya mbinguni na astronomia.

Mnamo 1515, mwanasayansi mkuu wa Kipolishi Nicolaus Copernicus (1473 - 1543), mtu shujaa sana, alikanusha fundisho la kutoweza kusonga kwa Dunia. Kulingana na mafundisho ya Copernicus, Jua liko katikati ya ulimwengu. Kuna sayari tano zinazojulikana kuzunguka Jua na Dunia, ambayo pia ni sayari na haina tofauti na sayari nyingine. Copernicus alisema kuwa Dunia huzunguka Jua kwa mwaka, na Dunia inazunguka mhimili wake kwa siku moja.

Mawazo ya Nicolaus Copernicus yaliendelea kuendelezwa na mwanafikra wa Kiitaliano Giordano Bruno, mwanasayansi mkuu Galileo Galilei, mtaalamu wa nyota wa Denmark Tycho Brahe, na mwanaanga wa Ujerumani Johannes Kepler. Makisio ya kwanza yalifanywa kwamba sio Dunia tu inayovutia miili yenyewe, lakini Jua pia huvutia sayari yenyewe.

Sheria za kwanza za kiasi ambazo zilifungua njia ya wazo la mvuto wa ulimwengu wote zilikuwa sheria za Johannes Kepler. Matokeo ya Kepler yanaonyesha nini?

Ujumbe wa 3. Johannes Kepler, mwanasayansi mashuhuri wa Ujerumani, mmoja wa waundaji wa mechanics ya mbinguni, kwa miaka 25, chini ya hali ya hitaji kali na shida, alifupisha data ya uchunguzi wa angani wa harakati za sayari. Sheria tatu zinazotuambia jinsi sayari zinavyosonga zilipatikana kwake.

Kulingana na sheria ya kwanza ya Kepler, sayari husogea kwenye mikondo iliyofungwa inayoitwa duaradufu, huku Jua likiwa kwenye mojawapo ya vizio. (Sampuli ya muundo wa nyenzo kwa makadirio kwenye skrini imewasilishwa katika Kiambatisho.) (Kiambatisho Na. 2.)

Sayari hutembea kwa kasi tofauti.

Viwanja vya vipindi vya mapinduzi ya sayari karibu na Jua vinahusiana na cubes za shoka zao za nusu kuu.

Sheria hizi ni matokeo ya jumla ya hisabati ya data ya uchunguzi wa anga. Lakini haikuwa wazi kabisa kwa nini sayari zilihamia "kwa busara". Sheria za Kepler zilipaswa kufafanuliwa, ambayo ni, kutoka kwa sheria zingine, za jumla zaidi.

Newton alitatua shida hii ngumu. Alithibitisha kwamba ikiwa sayari zinazunguka Jua kwa mujibu wa sheria za Kepler, basi lazima zichukuliwe na nguvu ya uvutano kutoka kwa Jua.

Nguvu ya uvutano inawiana kinyume na mraba wa umbali kati ya sayari na Jua.

Asante kwa utendaji wako. Newton alithibitisha kuwa kuna mvuto kati ya sayari na Jua. Nguvu ya mvuto inawiana kinyume na mraba wa umbali kati ya miili.

Lakini swali linatokea mara moja: je, sheria hii ni halali tu kwa mvuto wa sayari na Jua, au ni mvuto wa miili kwa Dunia pia chini yake?

Ujumbe wa 4. Mwezi huzunguka Dunia kwa takriban obiti ya duara. Hii ina maana kwamba nguvu hufanya kazi kwenye Mwezi kutoka kwa Dunia, ikitoa kasi ya centripetal kwa Mwezi.

Kasi ya katikati ya Mwezi unapozunguka Dunia inaweza kuhesabiwa kwa kutumia fomula: , ambapo v ni kasi ya Mwezi unaposonga katika obiti yake, R ni radius ya obiti. Hesabu inatoa A= 0.0027 m/s 2 .

Kuongeza kasi huku kunasababishwa na nguvu ya mwingiliano kati ya Dunia na Mwezi. Ni aina gani ya nguvu hii? Newton alihitimisha kwamba nguvu hii inatii sheria sawa na mvuto wa sayari kwenye Jua.

Kuongeza kasi ya miili inayoanguka duniani g = 9.81 m/s 2 . Kuongeza kasi Mwezi unapozunguka Dunia A= 0.0027 m/s 2 .

Newton alijua kwamba umbali kutoka katikati ya Dunia hadi kwenye mzunguko wa Mwezi ni karibu mara 60 ya eneo la Dunia. Kulingana na hili, Newton aliamua kwamba uwiano wa kuongeza kasi, na kwa hiyo nguvu zinazofanana, ni sawa na: , ambapo r ni radius ya Dunia.

Kutokana na hili inafuata kwamba nguvu inayofanya kazi kwenye Mwezi ni ile ile tunayoita mvuto.

Nguvu hii inapungua kwa uwiano wa kinyume na mraba wa umbali kutoka katikati ya Dunia, yaani, ambapo r ni umbali kutoka katikati ya Dunia.

Asante kwa ujumbe. Hatua inayofuata ya Newton ni kubwa zaidi. Newton anahitimisha kwamba sio miili tu inayovutia kuelekea Dunia, sayari kuelekea Jua, lakini pia miili yote katika maumbile inavutiwa kwa kila mmoja na nguvu zinazotii sheria ya mraba ya kinyume, ambayo ni, mvuto ni jambo la ulimwengu wote, la ulimwengu wote.

Nguvu za mvuto ni nguvu za kimsingi.

Hebu fikiria: mvuto wa ulimwengu wote. Duniani kote!

Neno tukufu kama nini! Kila kitu, miili yote katika Ulimwengu imeunganishwa na aina fulani ya nyuzi. Je, hatua hii inayoenea, isiyo na kikomo ya miili kwa kila mmoja inatoka wapi? Je! miili huhisiana vipi katika umbali mkubwa kupitia utupu?

Je, nguvu ya mvuto wa ulimwengu wote inategemea tu umbali kati ya miili?

Mvuto, kama nguvu yoyote, hutii sheria ya Newton II. F= ma.

Galileo alianzisha kwamba nguvu ya mvuto F nzito = mg. Nguvu ya mvuto ni sawia na wingi wa mwili ambao hufanya kazi.

Lakini mvuto ni kesi maalum ya mvuto. Kwa hiyo, tunaweza kudhani kwamba nguvu ya mvuto ni sawia na wingi wa mwili ambao hufanya kazi.

Wacha kuwe na mipira miwili ya kuvutia ya raia m 1 na m 2. Nguvu ya mvuto hufanya kazi kwa kwanza kutoka upande wa pili. Lakini pia kwa pili kutoka upande wa kwanza.

Kulingana na sheria ya tatu ya Newton

Ikiwa unaongeza wingi wa mwili wa kwanza, basi nguvu inayofanya juu yake itaongezeka.

Hivyo. Nguvu ya mvuto ni sawia na wingi wa miili inayoingiliana.

Katika hali yake ya mwisho, sheria ya uvutano wa ulimwengu iliundwa na Newton mnamo 1687 katika kazi yake "Kanuni za Hisabati za Falsafa ya Asili": " Miili yote huvutiana kwa nguvu inayowiana moja kwa moja na bidhaa za watu wengi na kinyume na uwiano wa mraba wa umbali kati yao.” Nguvu inaelekezwa kando ya mstari wa moja kwa moja wa kuunganisha pointi za nyenzo.

G - mara kwa mara ya mvuto wa ulimwengu wote, mara kwa mara ya mvuto.

Kwa nini mpira huanguka kwenye meza (mpira huingiliana na Dunia), lakini mipira miwili iliyo kwenye meza haivutii kwa kila mmoja kwa njia yoyote inayoonekana?

Wacha tujue maana na vitengo vya kipimo cha nguvu ya mvuto mara kwa mara.

Nguvu ya mvuto mara kwa mara ni sawa na nguvu ambayo miili miwili yenye uzito wa kilo 1 kila mmoja, iko umbali wa m 1 kutoka kwa kila mmoja, huvutiwa. Ukubwa wa nguvu hii ni 6.67 10 -11 N.

; ;

Mnamo 1798, thamani ya nambari ya mara kwa mara ya mvuto ilianzishwa kwanza na mwanasayansi wa Kiingereza Henry Cavendish kwa kutumia usawa wa torsion.

G ni ndogo sana, hivyo miili miwili duniani huvutiana kwa nguvu kidogo sana. Haionekani kwa jicho linaloonekana.

Sehemu ya filamu "Kwenye Mvuto wa Ulimwenguni." (Kuhusu uzoefu wa Cavendish.)

Mipaka ya matumizi ya sheria:

kwa pointi za nyenzo (miili ambayo vipimo vinaweza kupuuzwa ikilinganishwa na umbali ambao miili huingiliana);
kwa miili ya spherical.

Ikiwa miili sio pointi za nyenzo, basi sheria zinatimizwa, lakini mahesabu huwa ngumu zaidi.

Kutoka kwa sheria ya mvuto wa ulimwengu wote inafuata kwamba miili yote ina mali ya kuvutia kwa kila mmoja - mali ya mvuto (mvuto).

Kutoka kwa sheria ya II ya Newton tunajua kwamba wingi ni kipimo cha hali ya miili. Sasa tunaweza kusema kwamba misa ni kipimo cha mali mbili za ulimwengu - inertia na mvuto (mvuto).

Wacha turudi kwenye wazo la njia ya kisayansi: Newton alijumlisha mazoea haya kupitia usindikaji wa hesabu (kile kilichojulikana mbele yake katika sayansi), akapata sheria ya uvutano wa ulimwengu wote, na akapata matokeo kutoka kwayo.

Nguvu ya uvutano ya ulimwengu ni ya ulimwengu wote:

Kulingana na nadharia ya Newton ya mvuto, iliwezekana kuelezea harakati za miili ya asili na ya bandia katika mfumo wa jua na kuhesabu obiti za sayari na comets.
Kulingana na nadharia hii, kuwepo kwa sayari kulitabiriwa: Uranus, Neptune, Pluto na Sirius ya satelaiti. (Kiambatisho Na. 3.)
Katika astronomy, sheria ya mvuto wa ulimwengu wote ni ya msingi, kwa misingi ambayo vigezo vya harakati za vitu vya nafasi vinahesabiwa na raia wao huamua.
Mwanzo wa kushuka na mtiririko wa bahari na bahari unatabiriwa.
Njia za ndege za makombora na makombora zimeamuliwa, na amana nzito za madini huchunguzwa.

Ugunduzi wa Newton wa sheria ya mvuto wa ulimwengu wote ni mfano wa kutatua tatizo kuu la mechanics (kuamua nafasi ya mwili wakati wowote kwa wakati).

Sehemu ya filamu ya video "Kuhusu nguvu inayotawala ulimwengu."

Utaona jinsi sheria ya uvutano wa ulimwengu wote inavyotumika katika mazoezi kuelezea matukio ya asili.

SHERIA YA MVUTO

1. Mipira minne ina wingi sawa, lakini ukubwa tofauti. Ni jozi gani ya mipira itavutia kwa nguvu zaidi?

2. Ni nini kinachovutia yenyewe kwa nguvu kubwa zaidi: Dunia - Mwezi au Mwezi - Dunia?

3. Nguvu ya mwingiliano kati ya miili itabadilikaje kadri umbali kati yao unavyoongezeka?

4. Mwili utavutiwa wapi na Dunia kwa nguvu kubwa: juu ya uso wake au chini ya kisima?

5. Nguvu ya mwingiliano kati ya miili miwili ya raia m na m itabadilikaje ikiwa wingi wa mmoja wao huongezeka kwa mara 2, na wingi wa mwingine hupunguzwa kwa mara 2, bila kubadilisha umbali kati yao?

6. Ni nini kinachotokea kwa nguvu ya mwingiliano wa mvuto kati ya miili miwili ikiwa umbali kati yao umeongezeka kwa mara 3?

7. Nini kinatokea kwa nguvu ya mwingiliano kati ya miili miwili ikiwa wingi wa mmoja wao na umbali kati yao ni mara mbili?

8. Kwa nini hatuoni mvuto wa miili inayozunguka kwa kila mmoja, ingawa mvuto wa miili hii kwa Dunia ni rahisi kutazama?

9. Kwa nini kifungo, kikitoka kwenye kanzu, huanguka chini, kwa sababu ni karibu zaidi na mtu na huvutiwa naye?

10. Sayari hutembea katika mizunguko yao kulizunguka Jua. Nguvu ya uvutano inayofanya kazi kwenye sayari kutoka kwenye Jua inaelekezwa wapi? Je, kasi ya sayari inaelekezwa wapi katika sehemu yoyote ya mzunguko wake? Mwelekeo wa kasi ni upi?

11. Ni nini kinachoelezea uwepo na mzunguko wa mawimbi ya bahari duniani?

ZOEZI LA KUTATUA MATATIZO

Kuhesabu nguvu ya mvuto wa Mwezi Duniani. Uzito wa Mwezi ni takriban 7 · 10 22 kg, uzito wa Dunia ni 6 · 10 24 kg. Umbali kati ya Mwezi na Dunia unachukuliwa kuwa kilomita 384,000.
Dunia inazunguka Jua katika obiti ambayo inaweza kuzingatiwa kuwa ya duara, na eneo la kilomita milioni 150. Tafuta kasi ya Dunia katika mzunguko wake ikiwa uzito wa Jua ni 2 · 10 30 kg.
Meli mbili zenye uzito wa tani 50,000 kila moja zimesimama kwenye eneo la barabara kwa umbali wa kilomita 1 kutoka kwa kila mmoja. Ni nini nguvu ya mvuto kati yao?

AMUA MWENYEWE

Kwa nguvu gani miili miwili yenye uzito wa tani 20 inavutia kwa kila mmoja ikiwa umbali kati ya vituo vyao vya misa ni 10 m?
Je, uzani wa kilo 1 uko kwenye uso wa Mwezi unavutiwa na Mwezi kwa nguvu gani? Uzito wa Mwezi ni 7.3 10 22 kg, na radius yake ni 1.7 10 8 cm?
Ni kwa umbali gani nguvu ya mvuto kati ya miili miwili yenye uzito wa tani 1 kila moja itakuwa sawa na 6.67 10 -9 N.
Mipira miwili inayofanana ni 0.1 m mbali na kuvutia kila mmoja kwa nguvu ya 6.67 × 10 -15 N. Je, ni wingi wa kila mpira?
Umati wa Dunia na sayari ya Pluto ni karibu sawa, na umbali wao kwa Jua ni takriban 1:40.

ORODHA YA MAREJEO:

Vorontsov-Velyaminov B.A. Astronomia. - M.: Elimu, 1994.
Gontaruk T.I. Ninachunguza ulimwengu. Nafasi. - M.: AST, 1995.
Gromov S.V. Fizikia - 9. M.: Elimu, 2002.
Gromov S.V. Fizikia - 9. Mechanics. M.: Elimu, 1997.
Kirin L.A., Dick Yu.I. Fizikia - 10. mkusanyiko wa kazi na kazi za kujitegemea. M.: ILEKSA, 2005.
Klimishin I.A. Astronomia ya msingi. - M.: Nauka, 1991.
Kochnev S.A. Maswali 300 na majibu kuhusu Dunia na Ulimwengu. - Yaroslavl: "Chuo cha Maendeleo", 1997.
Levitan E.P. Astronomia. - M.: Elimu, 1999.
Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B., Sotsky N.N. Fizikia - 10. M.: Elimu, 2003.
Subbotin G.P. Mkusanyiko wa matatizo katika unajimu. - M.: "Aquarium", 1997.
Encyclopedia kwa watoto. Juzuu ya 8. Astronomia. - M.: "Avanta +", 1997.
Encyclopedia kwa watoto. Kiasi cha ziada. Cosmonautics. - M.: "Avanta +", 2004.
Yurkina G.A. (mkusanyaji). Kutoka shule hadi ulimwengu. M.: "Mlinzi mchanga", 1976.

2.1 Ugunduzi wa Neptune

Moja ya mifano ya kushangaza ya ushindi wa sheria ya uvutano wa ulimwengu wote ni ugunduzi wa sayari ya Neptune. Mnamo 1781, mtaalam wa nyota wa Kiingereza William Herschel aligundua sayari ya Uranus. Obiti yake ilihesabiwa na jedwali la nafasi za sayari hii liliundwa kwa miaka mingi ijayo. Walakini, ukaguzi wa jedwali hili, uliofanywa mnamo 1840, ulionyesha kuwa data yake inatofautiana na ukweli.

Wanasayansi wamependekeza kuwa kupotoka kwa harakati ya Uranus kunasababishwa na mvuto wa sayari isiyojulikana iliyo mbali zaidi na Jua kuliko Uranus. Kujua kupotoka kutoka kwa trajectory iliyohesabiwa (usumbufu katika harakati ya Uranus), Mwingereza Adams na Mfaransa Leverrier, kwa kutumia sheria ya mvuto wa ulimwengu wote, walihesabu nafasi ya sayari hii angani. Adams alimaliza hesabu zake mapema, lakini waangalizi ambao aliripoti matokeo yake hawakuwa na haraka ya kuangalia. Wakati huo huo, Leverrier, baada ya kumaliza mahesabu yake, alimwonyesha mtaalam wa nyota wa Ujerumani Halle mahali pa kutafuta sayari isiyojulikana. Jioni ya kwanza kabisa, Septemba 28, 1846, Halle, akielekeza darubini mahali palipoonyeshwa, aligundua sayari mpya. Aliitwa Neptune.

Kwa njia hiyo hiyo, sayari ya Pluto iligunduliwa mnamo Machi 14, 1930. Ugunduzi wa Neptune, uliofanywa, kama Engels alivyosema, “kwenye ncha ya kalamu,” ndio uthibitisho wenye kusadikisha zaidi wa uhalali wa sheria ya Newton ya uvutano wa ulimwengu wote.

Kutumia sheria ya mvuto wa ulimwengu wote, unaweza kuhesabu wingi wa sayari na satelaiti zao; kueleza matukio kama vile kupungua na mtiririko wa maji katika bahari, na mengi zaidi.

Nguvu za mvuto wa ulimwengu wote ni za ulimwengu zaidi ya nguvu zote za asili. Wanatenda kati ya miili yoyote iliyo na misa, na miili yote ina misa. Hakuna vikwazo kwa nguvu za mvuto. Wanatenda kupitia mwili wowote.

Astronomia

XV--XVI karne zilikuwa enzi za uvumbuzi mkubwa wa kijiografia na upanuzi unaohusishwa na biashara, uimarishaji wa tabaka la ubepari na kuimarika kwa mapambano yake dhidi ya ukabaila. Maendeleo ya biashara yalihitaji maendeleo ya urambazaji...

Kuibuka kwa mifumo ya sayari na Dunia

Tatizo la upekee wa muundo wa kemikali wa mfumo wa jua. Ingawa wazo la wingi wa mifumo ya sayari limethibitishwa kithabiti katika taswira ya unajimu ya ulimwengu tangu wakati wa J. Bruno...

Galaxy NGC 1275 - msingi wa kundi la gala la Perseus

Mnamo mwaka wa 1905, Wolf nchini Ujerumani aligundua kundi la nebulae katika kundinyota la Perseus, ambalo liliwekwa kwa usahihi karibu na NGC 1275. Katika miaka ya 20 ya karne yetu, mabadiliko nyekundu yaligunduliwa katika spectra ya utoaji wa nebula nyingi dhaifu katika orodha ya NGC. .

Vipimo vya mvuto

Ugunduzi wa sheria ya uvutano wa ulimwengu wote uliwezekana tu kama matokeo ya maendeleo ya mlolongo wa mawazo. Hatua muhimu katika kuelewa mvuto ilifanywa katika mafundisho ya Copernicus, kulingana na ambayo mvuto haupo duniani tu ...

Nyota mbili

Kama sheria, nyota mbili angani hugunduliwa kwa kuibua (ya kwanza iligunduliwa na Waarabu wa zamani) na mabadiliko ya mwangaza unaoonekana (ni hatari kuwachanganya na Cepheids) na kwa kuwa karibu na kila mmoja. Inatokea wakati mwingine ...

Sayari ya Zohali

"Asili" zaidi ya sayari, sayari ya Zohali, kama Mirihi, iko chini ya uangalizi wa karibu wa idadi ya watu wa anga wa Dunia. Karne ya XVII: "Ninaona pete wazi" Muonekano usio wa kawaida wa sayari ya Zohali uligunduliwa kwanza na Galileo Galilei katika msimu wa joto wa 1610 ...

mfumo wa jua

Kuingia kwa unajimu katika karne ya 21. iliwekwa alama na mafanikio bora - ugunduzi wa sayari nje ya mfumo wa jua, mifumo ya sayari karibu na nyota zingine. Kwa msaada wa kizazi kipya cha zana na mbinu za uchunguzi wa unajimu, tangu 1995...

Makala haya yatazingatia historia ya ugunduzi wa sheria ya uvutano wa ulimwengu wote. Hapa tutafahamiana na habari ya wasifu kutoka kwa maisha ya mwanasayansi ambaye aligundua fundisho hili la mwili, fikiria vifungu vyake kuu, uhusiano na mvuto wa quantum, mwendo wa maendeleo na mengi zaidi.

Fikra

Sir Isaac Newton ni mwanasayansi asilia kutoka Uingereza. Wakati mmoja, alijitolea sana na bidii kwa sayansi kama vile fizikia na hesabu, na pia alileta mambo mengi mapya kwa mechanics na unajimu. Anachukuliwa kuwa mmoja wa waanzilishi wa kwanza wa fizikia katika mfano wake wa kitamaduni. Yeye ndiye mwandishi wa kazi ya msingi "Kanuni za Hisabati za Falsafa ya Asili," ambapo aliwasilisha habari kuhusu sheria tatu za mechanics na sheria ya uvutano wa ulimwengu wote. Isaac Newton aliweka misingi ya mechanics ya classical na kazi hizi. Pia alianzisha aina muhimu, nadharia nyepesi. Pia alitoa mchango mkubwa kwa macho ya kimwili na kuendeleza nadharia nyingine nyingi katika fizikia na hisabati.

Sheria

Sheria ya uvutano wa ulimwengu wote na historia ya ugunduzi wake inarudi nyuma hadi zamani za zamani.

Kiini chake kilikuwa kwamba kiashiria cha nguvu F ya msukumo wa mvuto unaotokea kati ya miili 2 au pointi za jambo m1 na m2, zilizotenganishwa kutoka kwa kila mmoja kwa umbali fulani r, hudumisha uwiano kuhusiana na viashiria vyote viwili vya wingi na ni kinyume chake. mraba wa umbali kati ya miili:

F = G, ambapo ishara G inaashiria nguvu za uvutano zisizobadilika sawa na 6.67408(31).10 -11 m 3 /kgf 2.

Mvuto wa Newton

Kabla ya kuzingatia historia ya ugunduzi wa sheria ya uvutano wa ulimwengu wote, hebu tujifahamishe kwa undani zaidi na sifa zake za jumla.

Katika nadharia iliyoundwa na Newton, miili yote iliyo na misa kubwa inapaswa kutoa uwanja maalum karibu nao ambao huvutia vitu vingine kwa yenyewe. Inaitwa uwanja wa mvuto, na ina uwezo.

Mwili ulio na ulinganifu wa duara huunda uwanja nje yenyewe, sawa na ule ulioundwa na sehemu ya nyenzo ya molekuli sawa iliyo katikati ya mwili.

Mwelekeo wa mwelekeo wa hatua kama hiyo kwenye uwanja wa mvuto ulioundwa na mwili ulio na misa kubwa zaidi hutii Vitu vya ulimwengu, kama vile, kwa mfano, sayari au comet, pia huitii, kusonga kando ya duaradufu au duaradufu. hyperbola. Upotoshaji ambao miili mingine mikubwa huunda huzingatiwa kwa kutumia vifungu vya nadharia ya kupotosha.

Kuchambua usahihi

Baada ya Newton kugundua sheria ya uvutano wa ulimwengu wote, ilibidi ijaribiwe na kuthibitishwa mara nyingi. Kwa kusudi hili, mfululizo wa mahesabu na uchunguzi ulifanywa. Baada ya kukubaliana na vifungu vyake na kwa kuzingatia usahihi wa kiashiria chake, aina ya majaribio ya tathmini hutumika kama uthibitisho wazi wa uhusiano wa jumla. Kupima mwingiliano wa quadrupole wa mwili unaozunguka, lakini antena zake hubaki bila kusimama, inatuonyesha kuwa mchakato wa kuongeza δ unategemea uwezo r -(1+δ), kwa umbali wa mita kadhaa na iko kwenye kikomo (2.1± 6.2) .10 -3 . Idadi ya uthibitisho mwingine wa vitendo uliruhusu sheria hii kujiimarisha na kuchukua fomu moja, bila marekebisho. Mnamo 2007, nadharia hii iliangaliwa tena kwa umbali wa chini ya sentimita (55 microns-9.59 mm). Kwa kuzingatia makosa ya jaribio, wanasayansi walichunguza masafa ya umbali na hawakupata kupotoka dhahiri katika sheria hii.

Uchunguzi wa mzunguko wa Mwezi kuhusiana na Dunia pia ulithibitisha uhalali wake.

Nafasi ya Euclidean

Nadharia ya asili ya Newton ya mvuto inahusishwa na nafasi ya Euclidean. Usawa halisi wenye usahihi wa hali ya juu kiasi (10 -9) wa viashirio vya kipimo cha umbali katika dhehebu la usawa uliojadiliwa hapo juu unatuonyesha msingi wa Euclidean wa nafasi ya mechanics ya Newton, yenye umbo la kimwili la pande tatu. Katika hatua kama hiyo ya suala, eneo la uso wa duara lina uwiano kamili kwa heshima na mraba wa radius yake.

Data kutoka kwa historia

Acheni tuchunguze historia fupi ya ugunduzi wa sheria ya uvutano wa ulimwengu wote.

Mawazo yaliwekwa mbele na wanasayansi wengine walioishi kabla ya Newton. Epicurus, Kepler, Descartes, Roberval, Gassendi, Huygens na wengine walifikiri juu yake. Kepler alidokeza kwamba nguvu ya uvutano inawiana kinyume na umbali kutoka kwa Jua na inaenea tu kwenye ndege za ecliptic; kulingana na Descartes, ilikuwa ni matokeo ya shughuli za vortices katika unene wa ether. Kulikuwa na idadi ya makadirio ambayo yaliakisi ubashiri sahihi kuhusu utegemezi wa umbali.

Barua kutoka kwa Newton kwenda kwa Halley ilikuwa na habari kwamba watangulizi wa Sir Isaac mwenyewe walikuwa Hooke, Wren na Buyot Ismael. Hata hivyo, kabla yake, hakuna mtu aliyeweza kwa uwazi, kwa kutumia mbinu za hisabati, kuunganisha sheria ya mvuto na mwendo wa sayari.

Historia ya ugunduzi wa sheria ya mvuto wa ulimwengu wote inahusishwa kwa karibu na kazi "Kanuni za Hisabati za Falsafa ya Asili" (1687). Katika kazi hii, Newton aliweza kupata sheria inayohusika kutokana na sheria ya majaribio ya Kepler, ambayo ilikuwa tayari inajulikana wakati huo. Anatuonyesha kwamba:

fomu ya harakati ya sayari yoyote inayoonekana inaonyesha kuwepo kwa nguvu kuu;
nguvu ya mvuto wa aina ya kati huunda obiti za elliptical au hyperbolic.

Kuhusu nadharia ya Newton

Uchunguzi wa historia fupi ya ugunduzi wa sheria ya uvutano wa ulimwengu wote unaweza pia kutuelekeza kwenye tofauti kadhaa ambazo ziliitofautisha na dhana za hapo awali. Newton hakuchapisha tu fomula iliyopendekezwa ya jambo linalozingatiwa, lakini pia alipendekeza muundo wa hisabati kwa ukamilifu:

msimamo juu ya sheria ya mvuto;
kifungu juu ya sheria ya mwendo;
utaratibu wa mbinu za utafiti wa hisabati.

Utatu huu unaweza kusoma kwa usahihi hata harakati ngumu zaidi za vitu vya mbinguni, na hivyo kuunda msingi wa mechanics ya mbinguni. Hadi Einstein alianza kazi yake, mtindo huu haukuhitaji seti ya msingi ya marekebisho. Vifaa vya hisabati pekee vilipaswa kuboreshwa kwa kiasi kikubwa.

Kitu cha majadiliano

Sheria iliyogunduliwa na kuthibitishwa katika karne yote ya kumi na nane ikawa mada inayojulikana sana ya mjadala hai na uthibitishaji wa kina. Walakini, karne iliisha na makubaliano ya jumla na maoni na taarifa zake. Kutumia mahesabu ya sheria, iliwezekana kuamua kwa usahihi njia za harakati za miili mbinguni. Uthibitishaji wa moja kwa moja ulifanyika mnamo 1798. Alifanya hivyo kwa kutumia mizani aina ya msokoto kwa usikivu mkubwa. Katika historia ya ugunduzi wa sheria ya ulimwengu ya mvuto, ni muhimu kutoa nafasi maalum kwa tafsiri zilizoletwa na Poisson. Aliendeleza dhana ya uwezo wa mvuto na equation ya Poisson, ambayo iliwezekana kuhesabu uwezo huu. Aina hii ya mfano ilifanya iwezekanavyo kujifunza uwanja wa mvuto mbele ya usambazaji wa kiholela wa jambo.

Nadharia ya Newton ilikuwa na matatizo mengi. Jambo kuu linaweza kuzingatiwa kutoeleweka kwa hatua ya muda mrefu. Haikuwezekana kujibu kwa usahihi swali la jinsi nguvu za mvuto hutumwa kupitia nafasi ya utupu kwa kasi isiyo na kikomo.

"Mageuzi" ya sheria

Zaidi ya miaka mia mbili iliyofuata, na hata zaidi, wanafizikia wengi walijaribu kupendekeza njia mbalimbali za kuboresha nadharia ya Newton. Juhudi hizi zilimalizika kwa ushindi mnamo 1915, ambayo ni uundaji wa Nadharia ya Jumla ya Uhusiano, ambayo iliundwa na Einstein. Aliweza kushinda aina zote za shida. Kwa mujibu wa kanuni ya mawasiliano, nadharia ya Newton iligeuka kuwa makadirio ya mwanzo wa kazi ya nadharia katika fomu ya jumla zaidi, ambayo inaweza kutumika chini ya hali fulani:

Uwezo wa asili ya mvuto hauwezi kuwa mkubwa sana katika mifumo inayochunguzwa. Mfumo wa jua ni mfano wa kufuata sheria zote za harakati za miili ya mbinguni. Jambo la relativitiki hujikuta katika udhihirisho unaoonekana wa mabadiliko ya perihelion.
Kasi ya harakati katika kundi hili la mifumo haina maana kwa kulinganisha na kasi ya mwanga.

Uthibitisho kwamba katika uwanja dhaifu wa mvuto uliosimama, mahesabu ya uhusiano wa jumla huchukua fomu ya Newtonian ni uwepo wa uwezo wa mvuto wa scalar katika uwanja wa stationary na sifa dhaifu za nguvu, ambayo ina uwezo wa kukidhi masharti ya equation ya Poisson.

Kiwango cha quantum

Walakini, katika historia, wala ugunduzi wa kisayansi wa sheria ya uvutano wa ulimwengu wote, au Nadharia ya Jumla ya Uhusiano inaweza kutumika kama nadharia ya mwisho ya uvutano, kwani zote mbili hazielezei kwa kuridhisha michakato ya aina ya mvuto kwenye kiwango cha quantum. Jaribio la kuunda nadharia ya mvuto wa quantum ni moja ya kazi muhimu zaidi za fizikia ya kisasa.

Kutoka kwa mtazamo wa mvuto wa quantum, mwingiliano kati ya vitu huundwa kwa kubadilishana kwa gravitons halisi. Kwa mujibu wa kanuni ya kutokuwa na uhakika, uwezo wa nishati ya gravitons pepe ni sawia na kipindi cha muda ambayo ilikuwepo, kutoka kwa hatua ya utoaji wa kitu kimoja hadi wakati ambapo ilichukuliwa na hatua nyingine.

Kwa kuzingatia hili, zinageuka kuwa kwa kiwango kidogo mwingiliano wa miili unajumuisha kubadilishana kwa gravitons za aina ya kawaida. Shukrani kwa mazingatio haya, inawezekana kuhitimisha taarifa kuhusu sheria ya Newton ya uwezo na utegemezi wake kwa mujibu wa index ya uwiano wa kinyume kuhusiana na umbali. Ulinganisho kati ya sheria za Coulomb na Newton unaelezewa na ukweli kwamba uzito wa gravitons ni sifuri. Uzito wa fotoni una maana sawa.

Dhana potofu

Katika mtaala wa shule, jibu la swali kutoka kwa historia, jinsi Newton aligundua sheria ya mvuto wa ulimwengu wote, ni hadithi ya tunda la apple linaloanguka. Kulingana na hadithi hii, ilianguka juu ya kichwa cha mwanasayansi. Walakini, hii ni dhana potofu iliyoenea, na kwa kweli kila kitu kiliwezekana bila kesi kama hiyo ya kuumia kichwa. Newton mwenyewe wakati mwingine alithibitisha hadithi hii, lakini kwa kweli sheria haikuwa ugunduzi wa moja kwa moja na haikuja kwa ufahamu wa muda mfupi. Kama ilivyoandikwa hapo juu, ilitengenezwa kwa muda mrefu na iliwasilishwa kwa mara ya kwanza katika kazi za "Kanuni za Hisabati", ambazo zilitolewa kwa umma mnamo 1687.