- Какъв е Законът за универсалното привличане?
- Изявление на закона за всеобщото привличане
- Формула на закона за всемирното притегляне
- Примери за закона за универсалното притегляне
Обясняваме какво представлява Законът за универсалното притегляне, каква е неговата формула и формулировка. Също така, примери за използване на вашата формула.
Какъв е Законът за универсалното привличане?
Законът за всемирното притегляне е един от законитефизически формулиран от Исак Нютон в неговата книгаPhilosophiae Naturalis Principia Mathematicaот 1687 г. Той описва гравитационното взаимодействие между масивни тела и установява съотношение на пропорционалност на Гравитационна сила с маса на телата.
За да формулира този закон, Нютон извежда, че силата, с която две маси се привличат една друга, е пропорционална на произведението на техните маси, разделено на разстоянието, което ги разделя на квадрат. Тези изводи са резултат от емпирична проверка с помощта на наблюдение.
Законът предполага, че колкото по-близки и по-масивни са две тела, толкова по-интензивно ще се привличат едно друго. Подобно на други нютонови закони, той представлява скок напред в научно познание на времето.
Днес обаче знаем, че от определено количество маса този закон губи своята валидност (в случай на свръхмасивни обекти) и е необходимо да се работи със Закона за общата относителност, формулиран през 1915 г. от Алберт Айнщайн. Законът за универсалната гравитация е приближение към закона на Айнщайн, но все пак е полезно да се разберат повечето гравитационни явления в света.Слънчева система.
Изявление на закона за всеобщото привличане
Официалното изявление на този нютонов закон гласи, че:
"Силата, с която два обекта се привличат, е пропорционална на произведението на техните маси и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието, което ги разделя."
Това означава, че всякакви две тела се привличат взаимно с по-голяма или по-малка сила в зависимост от тяхната маса е по-голяма или по-малка и според разстоянието между тях.
Формула на закона за всемирното притегляне
Основната формула на закона за всеобщото притегляне е както следва:
F = | (G. M1. M2) / r² | . г *
Където:
- F е силата на привличане между две маси
- G е универсалната константа на гравитацията (6,673484,10-11 N.m2 / kg2)
- m1 е масата на едно от телата
- m2 е масата на друго от телата
- r разстоянието, което ги разделя.
- r * е единичният вектор, който показва посоката на силата.
Ако се пресметнат силите на привличане на всяко тяло (силата, която маса 1 прави върху 2 и обратно), ще имаме две сили, равни по модул и с противоположна посока. За да се получи тази разлика в знаците, е необходимо да се напише уравнението, както следва:
F12 = | г. m1.m2 / (r11-r2) 3 | . (r1-r2)
Когато променяме 1 на 2, получаваме силата за всеки случай. Написано по този начин, вектор (r1-r2) дава правилната посока (знака) за всяка сила.
Примери за закона за универсалното притегляне
Нека решим няколко упражнения като пример за прилагането на тази формула.
- Да предположим, че маса от 800 kg и маса от 500 kg се привличат във вакуум, разделени от пространство от 3 метра. Как можем да изчислим силата на привличане, която изпитват?
Просто прилагане на формулата:
F = G. (m1.m2) / r2
Което ще бъде: F = (6,67 × 10-11 N.m2 / kg2). (800 кг. 500 кг) / (3м) 2
И тогава: F = 2,964 x 10-6 N.
- Друго упражнение: На какво разстояние трябва да поставим две тела с маса от 1 kg, така че да се привличат със сила 1 N?
Започвайки от същата формула
F = G. (m1.m2) / r2
Ще изчистим разстоянието, като останем това r2 = G. (m1.m2) / F
Или какво е същото: r = √ (G. [m1.m2]) / F
Тоест: r = √ (6,67 × 10-11 N.m2 / kg2. 1kg x 1kg) / 1N
Резултатът е, че r = 8,16 x 10-6 метра.