Czym jest prawo powszechnego ciążenia Newtona?

Kiedy NASA wysyła rakiety w kosmos, muszą zmagać się z czymś więcej niż tylko szkoleniem astronautów, ładunki paliwa oraz ogólny cel misji. Astrofizycy planujący podróże kosmiczne muszą również zmagać się z podstawowymi prawami fizyki. Najważniejszym z nich jest prawo powszechnego ciążenia Sir Isaaca Newtona.

Ucz się od najlepszych

Przejdź do sekcji

• Czym jest prawo powszechnego ciążenia Newtona?
• Jaka jest historia prawa powszechnego ciążenia?
• Jakie są niektóre zastosowania prawa powszechnego ciążenia?
• Dowiedz się więcej o MasterClass Chrisa Hadfielda

Czym jest prawo powszechnego ciążenia Newtona?

Prawo powszechnego ciążenia Newtona mówi, że dwa ciała w przestrzeni przyciągają się z siłą proporcjonalną do ich mas i odległości między nimi. W przypadku dużych obiektów krążących wokół siebie — na przykład Księżyca i Ziemi — oznacza to, że faktycznie wywierają na siebie zauważalną siłę. Może się wydawać, że Księżyc krąży wokół stosunkowo statycznej Ziemi, ale w rzeczywistości Księżyc i Ziemia obracają się wokół trzeciego punktu między nimi. Ten punkt nazywa się barycentrum.

Zgodnie z warunkami prawa Newtona, każdy obiekt we wszechświecie przyciąga każdy inny obiekt z mierzalną siłą (niezależnie od tego, jak niewielką). Siła jest:

co oznacza patos w literaturze?

• Wprost proporcjonalna do iloczynu mas dwóch obiektów
• Odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między obiektami

Zasadę tę można wyrazić równaniem: F = G mM / r^2

W ramach tego równania:

kobiety wzmacniające inne kobiety

• F to wielkość siły
• m jest masą mniejszego obiektu
• M to masa większego obiektu larger
• r jest odległością między środkami masy obiektów
• G jest stałą grawitacyjną

Jaka jest historia prawa powszechnego ciążenia?

Sir Isaac Newton był pierwszym naukowcem, który szczegółowo sformułował koncepcję siły grawitacyjnej, a jego prace szczegółowo opisały, w jaki sposób przyciąganie grawitacyjne wpływa zarówno na spadające obiekty, jak i na ruchy ciał niebieskich.

Jednak Newton wykorzystał obserwacje i teorie innych matematyków i fizyków, w tym: Maxa Keplera; Robert hooke; Edmunda Halleya; i Christophera Wrena.

Ponad 100 lat po opublikowaniu przez Newtona swojej pracy angielski fizyk Henry Cavendish sformułował koncepcję stałej grawitacyjnej sol . Między innymi praca Cavendisha pomogła ustalić dokładną wartość całkowitej masy Ziemi. (Gdy używasz równania Newtona do pomiaru wpływu grawitacyjnego Ziemi na obiekt na Ziemi, M reprezentowałby masę Ziemi i m będzie reprezentować masę obiektu na Ziemi).

Jakie są niektóre zastosowania prawa powszechnego ciążenia?

Prawo powszechnego ciążenia dotyczy wielu tematów współczesnej nauki. Te tematy obejmują:

prawo rosnących kosztów alternatywnych

• Pływy (stworzone przez przyciąganie grawitacyjne Księżyca na Ziemi)
• Interakcja między dwoma obiektami naziemnymi
• Interakcja między jednym obiektem naziemnym a samą Ziemią
• Astrofizyka, w tym sposób, w jaki ciała niebieskie wywierają siłę na siebie i na znacznie mniejsze obiekty, takie jak statki kosmiczne.

W przypadku statku kosmicznego orbitującego lub opuszczającego Ziemię, ponieważ masa statku kosmicznego w stosunku do Ziemi jest niewielka, statek nie wywiera dużej siły na Ziemię. Główną implikacją dla lotów kosmicznych jest to, że siła grawitacji na statku kosmicznym zmniejsza się wraz ze wzrostem odległości między statkiem kosmicznym a Ziemią. W rzeczywistości siła szybko maleje, ponieważ jest dzielona przez kwadrat odległości.

Dowiedz się więcej o eksploracji kosmosu na zajęciach MasterClass byłego astronauty Chrisa Hadfielda.