Ньютонның тартылыс заңы. Айдың Жерді айнала қозғалысы кезінде пайда болатын нормаль үдеуді талдау үстінде Ньютонның алған нәтижелері оны табиғаттағы барлық денелер бір-біріне тартылыс күші деп аталатын қайсы бір күшпен тартылады, әрі осы күш тудыратын үдеу өзара әрекеттесетін денелердің ара қашықтығының квадратына кері пропорционал түрде кеміп отырады деген қорытындыға итермелейді.
Массалары m1 және m2 екі дене бір-бірінен r қашықтықта орналасқан делік. Олар бір-бірімен F1=m1a1 және F2=m2a2 күштермен өзара әрекеттеседі, әрі Ньютонның үшінші заңы бойынша F1=F2 (1.40) өрнекті ескеріп
(1.41)
деп жазамыз. Бұл теңдік k1=m2 k2=m1 деп алатын болсақ, орындалады, мұндағы -қандай да бір тұрақты. Сонда
.
Сонымен,
. (1.42)
Тартылыс заңы былайша тұжырымдалады: Екі нүктелік массалардың арасындағы тартылыс күші осы денелердің массаларына пропорционал және олардың ара қашықтығының квадратына кері пропорционал болады.
Осы заңды тексеру үшін екі материалдық нүктелердің арасындағы күшті емес, созылыңқы денелердің арасындағы тартылыс күшін де есептей білуіміз қажет.
Тартылыс заңына кіретін коэффициент гравитациялық тұрақты деп аталады. Ол сан мәні жағынан бір-біріне бірлік қашықтықта орналасқан бірлік массалы екі дененің өзара әрекеттесу күшіне тең болады. Осы заманғы дәл есептеулер бұл коэффициент үшін мынандай нәтиже береді:
(6,6700,00610-11) Нм2/кг2.
Енді тартылыс заңын Күннен планеталарға дейінгі қашықтықты табуға қолданайық. Осы кезде ықшамдық үшін планеталарды дөңгелек орбиталар бойымен қозғалады деп есептейік.
Күн тарапынан планеталарға әсер ететін күш оларға мынандай нормаль үдеу береді:
a=F/m=M/r2, және де
(1.43)
болады, мұндағы M – Күннің массасы, r – орбитаның радиусы, T – планетаның Күнді айнала қозғалысының периоды. Осыдан
. (1.44)
Сонымен, планеталардың Күнге дейінгі орташа қашықтықтарының кубтары планеталардың Күнді айналу периодтарының квадраттарына пропорционал болады (Кеплердін үшінші заңы). Планеталардың айналыс периодтарын өте дәл өлшеуге болатындықтан барлық планеталарға дейінгі қашықтықтарды анықтау үшін Күннен планеталардың біреуіне дейінгі қашықтықты білсе болғаны. Осындай эталон қашықтық үшін Жерден Күнге дейінгі қашықтық алынған, ол ұзындықтың астрономиялық бірлігі деп аталады. Ол 149,5109 м тең.
1960–1962 жылдары совет ғалымдары аса қуатты радиолокатордың көмегімен Жерден Шолпанға дейінгі қашықтықты өлшеді, ал бұл астрономиялық бірліктің шамасын дәлірек анықтауға, ал бұл өз кезегінде Күн жүйесіндегі барлық планеталарға дейінгі қашықтықтарды дәлірек анықтауға мүмкіндік туғызады. Астрономиялық және радиолокациялық өлшеулердің нәтижелерінің жақсы үйлесімділігі Ньютонның тартылыс теориясының дұрыстығының дәлелі еді.
Достарыңызбен бөлісу: |