손에서 뗀 돌이 왜 땅에 떨어지는가? 그것은 지구에 끌리기 때문에 여러분 각자가 말할 것입니다. 사실, 돌은 자유낙하 가속도와 함께 지구에 떨어집니다. 결과적으로 지구를 향하는 힘은 지구의 측면에서 돌에 작용합니다. 뉴턴의 세 번째 법칙에 따르면 돌은 돌을 향하는 동일한 힘의 계수로 지구에도 작용합니다. 즉, 지구와 돌 사이에는 상호 인력의 힘이 작용합니다.
뉴턴은 돌이 지구에 떨어지는 이유, 지구 주위의 달과 태양 주위의 행성의 움직임이 하나라는 것을 처음으로 추측하고 엄격하게 증명한 사람입니다. 이것은 우주의 모든 물체 사이에 작용하는 중력입니다. 다음은 뉴턴의 주요 저서 "자연철학의 수학적 원리"에서 제시한 그의 추론 과정입니다.
"수평으로 던진 돌은 중력의 작용으로 직선 경로에서 벗어나 구부러진 궤적을 묘사 한 후 마침내 지구로 떨어질 것입니다. 더 빠른 속도로 던지면 더 떨어집니다.”(그림 1).
이러한 추론을 계속하면 뉴턴은 공기 저항이 없다면 돌의 궤적은 높은 산특정 속도로 인해 지구 표면에 전혀 도달하지 않고 "행성이 하늘 공간에서 궤도를 설명하는 것처럼" 주위를 이동할 수 있습니다.
이제 우리는 지구 주위를 도는 위성의 움직임에 너무 익숙해져 뉴턴의 생각을 더 자세히 설명할 필요가 없습니다.
따라서 뉴턴에 따르면 지구 주위의 달이나 태양 주위의 행성의 움직임도 자유낙하이지만 수십억 년 동안 멈추지 않고 지속되는 낙하에 불과합니다. 그러한 "낙하"의 이유 (우리가 실제로 지구상의 일반 돌의 낙하에 대해 이야기하고 있는지 또는 궤도에서 행성의 움직임에 대해 이야기하고 있는지 여부)은 힘입니다 중력. 이 힘은 무엇에 의존합니까?
갈릴레오는 자유낙하 동안 지구가 질량에 관계없이 주어진 장소에 있는 모든 물체에 동일한 가속도를 부여한다는 것을 증명했습니다. 그러나 뉴턴의 제2법칙에 따르면 가속도는 질량에 반비례합니다. 지구의 중력에 의해 신체에 전달되는 가속도는 모든 신체에 대해 동일하다고 어떻게 설명할 수 있습니까? 이것은 지구를 끌어당기는 힘이 몸의 질량에 정비례하는 경우에만 가능합니다. 이 경우 질량 m이 예를 들어 2배 증가하면 힘의 계수가 증가합니다. 에프또한 2배가 되며 \(a = \frac (F)(m)\)과 같은 가속도는 변경되지 않은 상태로 유지됩니다. 이 결론을 모든 물체 사이의 중력에 대해 일반화하면 만유인력은 이 힘이 작용하는 물체의 질량에 정비례한다는 결론을 내립니다.
그러나 적어도 두 개의 몸이 상호 끌림에 참여합니다. 뉴턴의 제3법칙에 따르면, 각각은 동일한 중력 계수를 받습니다. 따라서 이러한 각 힘은 한 물체의 질량과 다른 물체의 질량 모두에 비례해야 합니다. 따라서 두 물체 사이의 만유인력은 질량의 곱에 정비례합니다.
\(F \sim m_1 \cdot m_2\)
자유낙하 가속도는 9.8 m/s 2 이고 1, 10, 100 m 높이에서 떨어지는 물체도 마찬가지라는 것은 경험상 잘 알려져 있다. 즉 물체와 물체 사이의 거리에 의존하지 않는다. 지구. 이것은 힘이 거리에 의존하지 않는다는 것을 의미하는 것 같습니다. 그러나 뉴턴은 거리가 지표면에서가 아니라 지구의 중심에서 측정되어야 한다고 믿었습니다. 그러나 지구의 반지름은 6400km입니다. 지구 표면 위의 수십, 수백 또는 수천 미터가 자유 낙하 가속도 값을 눈에 띄게 변경할 수 없다는 것은 분명합니다.
물체 사이의 거리가 상호 인력의 힘에 어떻게 영향을 미치는지 알아내려면 충분히 먼 거리에서 지구에서 멀리 떨어진 물체의 가속도가 얼마인지 알아내야 합니다. 그러나 지구 위 수천 킬로미터 높이에서 물체의 자유낙하를 관찰하고 연구하는 것은 어렵습니다. 그러나 자연 자체가 여기에서 구출되어 지구 주위를 도는 원을 그리며 움직이는 물체의 가속도를 결정하는 것을 가능하게 했고 따라서 지구에 대한 동일한 인력에 의해 발생하는 구심 가속도를 소유하게 되었습니다. 그러한 몸은 지구의 자연 위성인 달입니다. 지구와 달 사이의 인력이 그들 사이의 거리에 의존하지 않는다면, 달의 구심 가속도는 지구 표면 근처에서 자유롭게 떨어지는 물체의 가속도와 같을 것입니다. 실제로 달의 구심 가속도는 0.0027 m/s 2 입니다.
증명하자. 지구 주위의 달의 회전은 그들 사이의 중력의 영향으로 발생합니다. 대략적으로, 달의 궤도는 원으로 간주될 수 있습니다. 따라서 지구는 달에 구심 가속도를 부여합니다. 이것은 공식 \(a = \frac (4 \pi^2 \cdot R)(T^2)\)에 의해 계산되며, 여기서 아르 자형- 달 궤도의 반경, 지구의 반경 약 60, 티≈ 27일 7시간 43분 ≈ 2.4∙10 6초는 달이 지구를 공전하는 기간입니다. 지구의 반지름을 감안할 때 아르 자형 h ≈ 6.4∙10 6 m, 달의 구심 가속도는 다음과 같습니다.
\(a = \frac (4 \pi^2 \cdot 60 \cdot 6.4 \cdot 10^6)((2.4 \cdot 10^6)^2) \약 0.0027\) m/s 2.
발견된 가속도 값은 지구 표면 근처(9.8 m/s 2 )의 물체가 자유 낙하하는 가속도보다 약 3600 = 60 2배 작습니다.
따라서 신체와 지구 사이의 거리가 60배 증가하면 지구의 중력에 의해 부여되는 가속도가 감소하고 결과적으로 인력 자체가 60배 2배 감소합니다.
이것은 중요한 결론으로 이어집니다. 지구를 끌어당기는 힘에 의해 물체에 가해지는 가속도는 지구 중심까지의 거리의 제곱에 반비례하여 감소합니다.
\(F \sim \frac (1)(R^2)\).
1667년 뉴턴은 마침내 만유인력의 법칙을 공식화했습니다.
\(F = G \cdot \frac (m_1 \cdot m_2)(R^2).\quad (1)\)
두 물체가 서로 끌어당기는 힘은 두 물체의 질량의 곱에 정비례하고 두 물체 사이의 거리의 제곱에 반비례합니다..
비례 계수 G~라고 불리는 중력 상수.
중력의 법칙치수가 두 치수 사이의 거리에 비해 무시할 수 있을 정도로 작은 본체에만 유효합니다. 다시 말해 공정할 뿐이다. 재료 포인트. 이 경우 중력 상호 작용의 힘은 이러한 점을 연결하는 선을 따라 지정됩니다(그림 2). 이러한 힘을 중심이라고 합니다.
물체의 크기를 무시할 수 없는 경우 다른 물체의 측면에서 주어진 물체에 작용하는 중력을 구하려면 다음과 같이 진행하십시오. 두 몸은 정신적으로 각각이 점으로 간주 될 수있는 작은 요소로 나뉩니다. 다른 물체의 모든 요소에서 주어진 물체의 각 요소에 작용하는 중력을 더하면 이 요소에 작용하는 힘을 얻습니다(그림 3). 주어진 몸체의 각 요소에 대해 이러한 작업을 수행하고 결과적인 힘을 요약하면 다음을 찾습니다. 완전한 힘이 몸에 작용하는 중력. 이 작업은 어렵습니다.
그러나 식 (1)을 확장 바디에 적용할 수 있는 실질적으로 중요한 한 가지 경우가 있습니다. 밀도가 중심까지의 거리에만 의존하는 구형 몸체는 반경의 합보다 큰 거리에서 모듈이 공식 (1)에 의해 결정되는 힘으로 끌어 당길 수 있습니다. 이 경우 아르 자형공의 중심 사이의 거리입니다.
그리고 마지막으로 지구에 떨어지는 물체의 크기는 지구의 크기보다 훨씬 작기 때문에 이러한 물체는 점 물체로 간주할 수 있습니다. 그럼 아래 아르 자형공식 (1)에서 주어진 물체에서 지구 중심까지의 거리를 이해해야 합니다.
모든 물체 사이에는 물체 자체(질량)와 물체 사이의 거리에 따라 서로 끌어당기는 힘이 있습니다.
공식 (1)에서 우리는
\(G = F \cdot \frac (R^2)(m_1 \cdot m_2)\).
바디 사이의 거리가 수치적으로 1인 경우( 아르 자형= 1m) 상호 작용하는 물체의 질량도 1과 같습니다( 중 1 = 중 2 = 1kg), 중력 상수는 수치적으로 힘 계수와 같습니다. 에프. 이런 식으로 ( 물리적 의미 ),
중력 상수는 동일한 질량의 다른 물체에서 1kg의 물체 사이의 거리가 1m인 물체에 작용하는 중력의 계수와 수치적으로 같습니다..
SI에서 중력 상수는 다음과 같이 표현됩니다.
.
중력 상수의 값 G경험적으로만 찾을 수 있다. 이렇게 하려면 중력 계수를 측정해야 합니다. 에프, 체질량에 작용 중 1 측면 체중 중 2 알려진 거리에서 아르 자형몸 사이.
중력 상수의 첫 번째 측정은 18세기 중반에 이루어졌습니다. 매우 대략적이지만 값을 추정합니다. G그 당시 지질학적 방법으로 질량을 결정한 산에 대한 진자의 인력을 고려한 결과 성공했습니다.
중력 상수의 정확한 측정은 1798년 영국 물리학자 G. Cavendish가 비틀림 균형이라는 장치를 사용하여 처음 수행했습니다. 도식적으로 비틀림 균형은 그림 4에 나와 있습니다.
캐번디시는 2개의 작은 리드볼(직경 5cm, 무게) 고정 중 1 = 각각 775g) 2미터 막대의 반대쪽 끝에. 막대는 가는 철사에 매달렸습니다. 이 와이어의 경우 다양한 각도로 꼬일 때 발생하는 탄성력이 미리 결정되었습니다. 두 개의 큰 리드 볼(직경 20cm, 무게 중 2 = 49.5kg)을 작은 공에 가까이 가져갈 수 있습니다. 큰 공의 인력으로 인해 작은 공이 그쪽으로 움직이고 늘어진 와이어가 약간 꼬였습니다. 비틀림 정도는 볼 사이에 작용하는 힘의 척도였습니다. 와이어의 꼬임 각도(또는 작은 볼이 있는 막대의 회전)가 너무 작아서 광학 튜브를 사용하여 측정해야 했습니다. Cavendish가 얻은 결과는 오늘날 받아들여지는 중력 상수의 값과 단 1%만 다릅니다.
G ≈ 6.67∙10 -11 (N∙m 2) / kg 2
따라서 서로 1m 거리에 있는 각각의 무게가 1kg인 두 물체의 인력은 모듈에서 6.67∙10 -11N에 불과하며 이는 매우 작은 힘입니다. 거대한 질량의 물체가 상호 작용하는 경우(또는 적어도 물체 중 하나의 질량이 큰 경우)에만 중력이 커집니다. 예를 들어 지구는 힘으로 달을 끌어당깁니다. 에프≈ 2∙10 20 N.
중력은 자연의 모든 힘 중 "가장 약한" 힘입니다. 이는 중력 상수가 작기 때문입니다. 그러나 거대한 질량의 우주 물체와 함께 만유인력의 힘은 매우 커집니다. 이 힘은 모든 행성을 태양 근처에 유지합니다.
만유인력의 법칙의 기초 천체 역학행성 운동의 과학. 이 법칙의 도움으로 앞으로 수십 년 동안 천체의 위치가 매우 정확하게 결정되고 궤도가 계산됩니다. 만유인력의 법칙은 인공 지구 위성 및 행성간 자동 차량의 운동 계산에도 사용됩니다.
행성 운동의 교란. 행성은 케플러의 법칙에 따라 엄격하게 움직이지 않습니다. 케플러의 법칙은 이 행성이 단독으로 태양 주위를 공전하는 경우에만 주어진 행성의 운동에 대해 엄격하게 준수될 것입니다. 그러나 태양계에는 많은 행성이 있으며, 모두 태양과 서로에게 끌립니다. 따라서 행성의 운동에 방해가 있습니다. 태양계에서는 태양에 의한 행성의 인력이 다른 행성의 인력보다 훨씬 강하기 때문에 섭동이 작습니다. 행성의 겉보기 위치를 계산할 때 섭동을 고려해야 합니다. 인공 천체를 발사하고 궤도를 계산할 때 천체 운동에 대한 대략적인 이론인 섭동 이론을 사용합니다.
해왕성의 발견. 중 하나 명확한 예만유인력 법칙의 승리는 해왕성의 발견입니다. 1781년 영국의 천문학자 William Herschel은 천왕성을 발견했습니다. 그 궤도가 계산되었고 이 행성의 위치에 대한 표가 앞으로 수년 동안 편집되었습니다. 그러나 1840년에 수행된 이 표를 확인하면 그 데이터가 실제와 다르다는 것을 알 수 있습니다.
과학자들은 천왕성의 운동 편차가 천왕성보다 태양에서 훨씬 더 멀리 위치한 미지의 행성의 인력에 기인한다고 제안했습니다. 계산된 궤적(천왕성 운동의 교란)과의 편차를 알고 있는 영국인 Adams와 프랑스인 Leverrier는 만유인력의 법칙을 사용하여 하늘에서 이 행성의 위치를 계산했습니다. Adams는 더 일찍 계산을 완료했지만 그의 결과를 보고한 관찰자들은 확인을 서두르지 않았습니다. 한편, 계산을 마친 레버리에는 독일 천문학자 할레에게 미지의 행성을 찾을 곳을 알려줬다. 1846년 9월 28일 첫날 저녁, 할레는 망원경으로 표시된 곳을 가리키며 새로운 행성. 그들은 그녀의 이름을 해왕성이라고 지었습니다.
같은 방식으로 1930년 3월 14일에 명왕성이 발견되었습니다. 두 발견 모두 "펜 끝에서" 이루어진 것으로 알려져 있습니다.
만유인력의 법칙을 사용하여 행성과 위성의 질량을 계산할 수 있습니다. 바다의 밀물과 썰물 등의 현상을 설명합니다.
만유인력의 힘은 모든 자연의 힘 중에서 가장 보편적입니다. 그들은 질량이 있는 모든 물체 사이에 작용하고 모든 물체에는 질량이 있습니다. 중력에 대한 장벽은 없습니다. 그들은 모든 신체를 통해 행동합니다.
뉴턴은 물체의 운동 법칙을 발견했습니다. 이 법칙에 따르면 가속도 운동은 힘의 작용 하에서만 가능합니다. 낙하하는 물체는 가속도로 움직이기 때문에 지구를 향해 아래쪽으로 향하는 힘을 받아야 합니다. 지표면 가까이에 있는 물체를 끌어당기는 성질이 있는 것은 지구뿐일까요? 1667년 뉴턴은 일반적으로 모든 물체 사이에 상호 인력이 작용한다고 제안했습니다. 그는 이러한 힘을 만유인력이라고 불렀습니다.
왜 우리는 우리 주변의 신체 사이의 상호 끌림을 알아차리지 못하는가? 아마도 이것은 그들 사이의 인력이 너무 작다는 사실 때문입니까?
뉴턴은 물체 사이의 인력이 두 물체의 질량에 의존하고 상호 작용하는 물체(또는 그 중 적어도 하나)가 충분히 큰 질량을 가질 때만 눈에 띄는 값에 도달한다는 것을 보여주었습니다.
공간과 시간의 "구멍"
블랙홀은 거대한 중력의 산물입니다. 그것들은 큰 질량의 물질을 강하게 압축하는 과정에서 증가하는 중력장이 너무 강해져서 빛조차 내지 못하고 블랙홀에서 아무것도 나오지 않을 때 발생합니다. 영향을 받은 상태에서만 빠져들 수 있습니다. 거대한 힘중력, 그러나 탈출구는 없습니다. 현대 과학과거의 시간 사슬의 첫 번째 연결을 "탐사"하고 먼 미래의 속성을 추적하도록 부름받은 물리적 프로세스와 시간의 연결을 밝혔습니다.
자유 낙하의 가속은 모든 물체, 모든 질량의 물체에 대해 주어진 위치에서 동일하다는 흥미로운 특징으로 구별됩니다. 이 이상한 속성을 설명하는 방법?
가속도가 물체의 질량에 의존하지 않는다는 사실에 대해 찾을 수 있는 유일한 설명은 지구가 물체를 끌어당기는 힘 F가 질량 m에 비례한다는 것입니다.
실제로 이 경우 질량 m이 2배 증가하면 힘 F의 계수도 2배 증가하지만 가속도는 비율 F와 같습니다. /m, 변경되지 않은 상태로 유지됩니다. 뉴턴은 이것이 유일한 올바른 결론을 내렸습니다. 만유인력의 힘은 그것이 작용하는 물체의 질량에 비례합니다.
그러나 결국 몸은 서로 끌어당기고 상호 작용의 힘은 항상 같은 성격입니다. 따라서 신체가 지구를 끌어당기는 힘은 지구의 질량에 비례합니다. 뉴턴의 제3법칙에 따르면 이 힘은 절대값이 같습니다. 따라서 그들 중 하나가 지구의 질량에 비례하면 그것과 동일한 다른 힘도 지구의 질량에 비례합니다. 여기에서 상호 인력의 힘은 상호 작용하는 두 물체의 질량에 비례합니다. 그리고 이것은 그것이 두 물체의 질량의 곱에 비례한다는 것을 의미합니다.
우주의 모든 물체는 다른 물체에 작용하여 서로를 끌어당깁니다. 인력 또는 중력은 두 가지 요인에 따라 달라집니다.
첫째, 그것은 물체, 몸, 물체가 얼마나 많은 물질을 포함하고 있는지에 달려 있습니다. 몸의 물질의 질량이 클수록 중력은 더 강해집니다. 물체의 질량이 매우 작으면 중력도 작습니다. 예를 들어 지구의 질량은 달의 질량보다 몇 배나 더 크므로 지구는 큰 힘달보다 중력.
둘째, 중력은 물체 사이의 거리에 따라 달라집니다. 몸이 서로 가까울수록 끌어당기는 힘이 커집니다. 서로 거리가 멀수록 중력이 적습니다.
아시다시피 무게는 지구를 향한 중력으로 인해 신체가 지지대를 누르는 힘입니다.
역학 제2법칙에 따르면 물체의 무게는 자유낙하 가속도와 이 물체의 질량에 비례합니다.
몸의 무게는 몸의 각 입자와 지구 사이의 모든 인력의 결과로 인한 것입니다. 그러므로 어떤 물체의 무게는 실제와 같이 이 물체의 질량에 비례해야 합니다. 지구의 일일 자전의 영향을 무시하면 뉴턴의 중력 법칙에 따라 무게는 공식에 의해 결정됩니다
중력 상수, 지구의 질량, 지구 중심에서 몸체의 거리가 어디에 있습니까? 식 (3)은 거리에 따라 체중이 감소함을 보여줍니다. 지구의 표면. 평균
따라서 지구의 반지름은 무게로 들어 올리면 크기의 0.00032와 관련하여 감소합니다.
지구의 지각은 밀도가 불균일하기 때문에 지각의 깊이에 조밀 한 암석이있는 지역에서는 중력이 암석이 덜 밀집된 지역 (동일한 지리적 위도에서)보다 다소 큽니다. . 산의 덩어리는 산을 향한 수직선의 편차를 유발합니다.
방정식 (2)와 (3)을 비교하면 지구 자전의 영향을 고려하지 않고 중력 가속도에 대한 식을 얻습니다.
지구의 매일 회전에 참여하는 지구의 표면에 조용히 누워있는 각 몸체는 분명히 주어진 영역과 공통적인 구심 가속도를 가지며 적도에 평행하고 회전 축으로 향하는 평면에 놓여 있습니다(그림 48). ). 지구가 표면에 조용히 놓여 있는 물체를 끌어당기는 힘은 물체가 지지대에 가하는 압력으로 부분적으로 정적으로 나타납니다(이 구성 요소를 "무게"라고 하며 힘의 또 다른 기하학적 구성 요소는 동적으로 나타납니다. 몸의 구심 가속도는 지구의 매일 자전과 관련이 있습니다. 적도의 경우 이 가속도가 가장 크고 극의 경우 0과 같습니다. 따라서 어떤 물체가 극에서 적도로 옮겨지면 다음과 같이 됩니다. 그것은 다소 "체중이 감소합니다."
쌀. 48. 지구의 자전으로 인해 지구를 끌어당기는 힘에는 정적(무게) 요소와 동적 요소가 있습니다.
지구가 정확히 구형이라면 적도에서의 체중 감소는 다음과 같습니다.
여기서 는 적도에서의 원주 속도입니다. 하루의 초 수를 의미한다고 가정하면
따라서 상대 체중 감소를 찾으면 다음과 같습니다.
따라서 지구가 정확히 구형이라면 지구의 극에서 적도로 옮겨진 각 킬로그램의 질량은 대략적으로 무게가 감소할 것입니다(이는 스프링 저울의 무게를 측정하여 감지할 수 있음). 실제 체중 감소는 지구가 다소 평평하고 극이 적도 지역보다 지구의 중심에 더 가깝기 때문에 훨씬 더 큽니다(약 1000파운드).
일일 회전의 구심 가속도는 적도에 평행한 평면에 있습니다(그림 48). 주어진 지역에서 지역의 지구 위도 중심까지 그린 반경에 대한 각도로 향합니다. 우리는 구심력을 중력의 한 성분이자 같은 힘의 또 다른 기하학적 성분으로 간주하므로 적도와 극을 제외한 모든 지역에 대한 추선의 방향은 만유인력의 방향과 일치하지 않는다. 지구의 중심에 그어진 직선. 그러나 중력의 구심 성분이 무게에 비해 작기 때문에 그들 사이의 각도가 작습니다. 일주 회전으로 인한 지구의 압축은 수직선(지구 중심에 그려진 직선이 아님)이 모든 곳에서 지구 표면에 수직이 되도록 합니다. 지구의 모양은 3축 타원체입니다.
교수의 지도하에 계산된 지구 타원체의 가장 정확한 치수. F. N. Krasovsky는 다음과 같습니다.
에 따라 중력 가속도를 계산하려면 지리적 위도결과적으로 해수면에서 물체의 무게를 결정하기 위해 1930년 국제 측지 회의에서 공식을 채택했습니다.
다음은 다양한 위도(해수면에서)에 대한 중력 가속도 값입니다.
위도 45°에서("정상 가속도")
지구 깊숙이 들어갈수록 중력이 어떻게 변하는지 생각해 보십시오. 지상 타원체의 평균 반경을 보자. 지구 중심에서 떨어진 지점 K에서의 중력을 고려하십시오.
이 지점에서의 인력은 두께의 외부 구형 레이어와 반경의 내부 구형의 전체 작용에 의해 결정됩니다.정확한 수학적 계산은 구형 레이어가 내부에 위치한 재료 점에 영향을 미치지 않는다는 것을 보여줍니다. 개별 부분에 의해 상호 균형을 이룹니다. 따라서 반경의 내부 회전 타원체의 작용만 남아 있으므로 지구의 질량보다 작은 질량이 남습니다.
만약에 지구밀도가 균일하면 구 내부의 질량은 다음 식에 의해 결정됩니다.
지구의 평균 밀도는 어디에 있습니까? 이 경우 중력 가속도는 중력장에서 단위 질량에 작용하는 힘과 수치적으로 다음과 같습니다.
따라서 지구 중심에 접근함에 따라 선형적으로 감소합니다. 중력 가속도는 지구 표면에서 최대값을 갖는다.
그러나 지구의 핵은 중금속(철, 니켈, 코발트)으로 구성되어 있고 그보다 더 큰 평균 밀도를 가지고 있기 때문에 처음에는 지표 근처의 지각의 평균 밀도가 깊이에 따라 약간 증가합니다. 그리고 지각의 상층과 지구의 광석 껍질의 경계와 같은 깊이에서 최대값에 도달합니다. 또한 중력은 지구 중심에 가까워짐에 따라 감소하기 시작하지만 선형 의존성이 요구하는 것보다 다소 더 느립니다.
상당한 관심의 대상은 중력 가속도를 측정하도록 설계된 장비 중 하나의 역사입니다. 1940년에 국제회의무게 측정자는 독일 엔지니어 Gaalk의 장치를 고려했습니다. 토론 과정에서이 장치는 Lomonosov가 설계 한 소위 "만능 기압계"와 근본적으로 다르지 않다는 것이 밝혀졌으며 그의 저서 "물질의 양과 무게의 관계"에 자세히 설명되어 있습니다. Lomonosov의 장치는 다음과 같이 배열되었습니다(그림 49).
이것은 자유낙하 가속도의 아주 작은 변화를 고려할 수 있게 합니다.
만유인력의 법칙은 1687년 뉴턴이 달의 위성이 지구 주위를 도는 운동을 연구하던 중 발견했습니다. 영국 물리학자는 끌어당김의 힘을 특징짓는 가정을 명확하게 공식화했습니다. 또한 뉴턴은 케플러의 법칙을 분석하여 우리 행성뿐만 아니라 우주에도 인력이 존재해야 한다고 계산했습니다.
만유인력의 법칙은 저절로 생겨난 것이 아니다. 고대부터 사람들은 주로 농업 달력을 편집하고 계산하기 위해 하늘을 연구했습니다. 중요한 날들, 종교 휴일. 관측에 따르면 "세계"의 중심에는 천체가 공전하는 Luminary(태양)가 있습니다. 결과적으로 교회의 교리는 그렇게 생각하는 것을 허용하지 않았고 사람들은 수천 년 동안 축적 된 지식을 잃어 버렸습니다.
망원경이 발명되기 전인 16세기에는 교회의 금지를 거부하고 과학적으로 하늘을 바라보는 천문학자들의 은하가 나타났습니다. T. Brahe는 수년 동안 우주를 관찰하면서 각별한 주의를 기울여 행성의 움직임을 체계화했습니다. 이 고정밀 데이터는 I. Kepler가 이후에 그의 세 가지 법칙을 발견하는 데 도움이 되었습니다.
아이작 뉴턴(Isaac Newton)이 발견한 1667년 무렵, 마침내 천문학의 중력 법칙이 확립되었습니다. 태양 중심 시스템 N. 코페르니쿠스의 세계. 그것에 따르면 시스템의 각 행성은 많은 계산에 충분한 근사값으로 원형으로 간주 될 수있는 궤도에서 태양 주위를 회전합니다. XVII 세기 초. I. Kepler는 T. Brahe의 작업을 분석하여 행성의 운동을 특성화하는 운동학 법칙을 확립했습니다. 발견은 행성의 역학, 즉 이러한 유형의 움직임을 정확하게 결정하는 힘을 명확히하는 기초가되었습니다.
단시간의 약하고 강한 상호 작용과 달리 중력과 전자기장은 장거리 특성을 가지고 있습니다. 그 영향은 거대한 거리에서 나타납니다. 대우주의 기계적 현상은 전자기력과 중력의 2가지 힘에 의해 영향을 받습니다. 위성에 대한 행성의 영향, 버려지거나 발사된 물체의 비행, 액체에서 몸의 수영 - 이러한 각각의 현상에는 중력. 이 물체는 행성에 끌리고 그쪽으로 끌리므로 "만유인력의 법칙"이라는 이름이 붙습니다.
서로 끌어당기는 힘은 반드시 육체 사이에 작용한다는 것이 증명되었다. 보편적 인력의 영향으로 발생하는 지구상의 물체의 낙하, 달의 회전, 태양 주위의 행성과 같은 현상을 중력이라고합니다.
만유인력은 다음과 같이 공식화됩니다. 두 물질 물체는 특정 힘으로 서로 끌어당깁니다. 이 힘의 크기는 이러한 물체의 질량의 곱에 정비례하고 두 물체 사이의 거리의 제곱에 반비례합니다.
공식에서 m1과 m2는 연구 대상 물체의 질량입니다. r은 계산된 물체의 질량 중심 사이에서 결정된 거리입니다. G는 1m의 거리에 있는 각각의 무게가 1kg인 두 물체가 서로 끌어당기는 힘을 나타내는 일정한 중력량입니다.
만유인력의 법칙은 지역에 따라 다르게 작용합니다. 인력의 힘은 특정 위치의 위도 값에 의존하기 때문에 마찬가지로 중력 가속도는 다른 값다른 장소에서. 중력의 최대 값과 그에 따른 자유 낙하 가속도는 지구의 극에 있습니다. 이 지점의 중력은 인력과 같습니다. 최소값은 적도에 있습니다.
지구는 약간 평평하며 극 반경은 적도 반경보다 약 21.5km 작습니다. 그러나 이 의존성은 지구의 매일 자전과 비교할 때 덜 중요합니다. 계산에 따르면 적도에서 지구의 편평도로 인해 자유 낙하 가속도 값은 극점 값보다 0.18%, 일일 회전을 통해 0.34% 작습니다.
그러나 지구상의 같은 장소에서는 방향 벡터 사이의 각도가 작기 때문에 인력과 중력의 불일치가 미미하여 계산에서 무시할 수 있습니다. 즉, 우리는 이러한 힘의 모듈이 동일하다고 가정할 수 있습니다. 지구 표면 근처의 자유 낙하 가속도는 모든 곳에서 동일하며 약 9.8m / s²입니다.
아이작 뉴턴은 과학적 혁명을 일으키고 역학의 원리를 완전히 재구축하고 이를 바탕으로 과학 사진평화. 그의 발견은 과학의 발전, 물질적, 영적 문화의 창조에 영향을 미쳤습니다. 그의 세계관의 결과를 재고하는 것은 뉴턴의 운명에 달려 있었다. 17세기에 과학자들은 새로운 과학인 물리학의 토대를 구축하는 장대한 작업을 완료했습니다.
뉴턴은 지구상의 돌의 낙하, 태양 주위의 행성의 움직임, 지구 주위의 달의 움직임이 힘 또는 중력 상호 작용에 의해 발생한다는 것을 처음으로 확립했습니다.
멀리 있는 물체 사이의 상호 작용은 물체에 의해 생성된 중력장에 의해 수행됩니다. 수많은 실험적 사실 덕분에 뉴턴은 두 물체 사이의 거리에 대한 두 물체 사이의 인력 의존성을 확립할 수 있었습니다. 만유인력의 법칙이라고 하는 뉴턴의 법칙은 두 물체가 질량의 곱에 비례하고 두 물체 사이의 거리의 제곱에 반비례하는 힘으로 서로 끌어당긴다는 것입니다. 이 법칙은 우주에서 질량을 가진 한 쌍의 물체 사이의 중력 상호작용을 설명하기 때문에 보편적 또는 보편적이라고 합니다. 이 세력은 매우 약하지만 이들을 가로막는 장벽은 없습니다.
문자 그대로의 법은 다음과 같습니다.
지구는 지구로 떨어지는 모든 물체에 대해 동일한 가속도 g = 9.8m/s2를 보고하며, 이를 자유낙하 가속도라고 합니다. 그리고 이것은 지구가 중력이라는 힘으로 모든 물체를 끌어 당기고 작용한다는 것을 의미합니다. 이것은 만유인력의 특별한 종류입니다. 중력은 
, 킬로그램(kg)으로 측정된 체질량 m에 따라 다릅니다. g = 9.8m/s2 값은 근사값으로 사용되며, 위도와 경도가 다르면 다음과 같은 사실로 인해 값이 약간 변경됩니다.
중력의 영향으로 물체가 떨어지고 있다고 가정합니다. 다른 힘은 그것에 작용하지 않습니다. 이 운동을 자유낙하라고 합니다. Fstrand만이 몸에 작용하는 기간에는 몸이 무중력 상태가 됩니다. 자유낙하에서는 사람의 무게가 사라집니다.
무게는 몸이 서스펜션을 늘리거나 수평 지지대에 작용하는 힘입니다.
무중력 상태는 점프 중 낙하산병, 스키 점프 중 사람, 공기 구멍에 떨어지는 비행기 승객이 경험합니다. 우리는 아주 짧은 몇 초 동안만 무중력을 느낍니다. 그러나 엔진을 끈 상태로 궤도를 비행하는 우주선의 우주 비행사는 무중력 상태를 경험합니다. 장기. 우주선은 자유 낙하 상태에 있으며 시체는 지지대 또는 서스펜션에 작용하지 않습니다. 그들은 무중력 상태입니다.
몸의 속도가 일정하다면 지구의 중력을 이겨낼 수 있다. 중력의 법칙을 사용하여 질량 m의 물체가 행성 주위를 원형 궤도로 회전하는 속도를 결정할 수 있으며 행성 주위에 떨어지지 않고 위성이 될 것입니다. 지구 주위를 원을 그리며 회전하는 물체의 운동을 고려하십시오. 몸은 지구의 중력에 의해 영향을 받습니다. 뉴턴의 두 번째 법칙에서 우리는 다음을 얻습니다.
몸이 구심 가속도에 따라 원을 그리며 움직이기 때문에:
여기서 r은 원형 궤도의 반경, R = 6400km는 지구의 반경, h는 위성이 움직이는 지구 표면 위의 높이입니다. 질량이 m인 물체에 작용하는 힘 F는 다음과 같습니다. 
, 여기서 Mz = 5.98 * 1024kg은 지구의 질량입니다.
우리는 다음을 가지고 있습니다: 
. 속도 표현하기 
그녀는 불릴 것이다 첫 번째 공간은 가장 느린 속도, 신체에 전달되면 인공위성지구(AES).
원형이라고도 합니다. 우리는 높이를 0으로 취하고 이 속도를 찾으면 대략 다음과 같습니다. 
이것은 대기 저항이 없는 상태에서 원형 궤도로 지구 주위를 공전하는 위성의 속도와 같습니다. 
위성의 속도는 질량에 의존하지 않는다는 공식을 통해 알 수 있는데, 이는 어떤 물체도 인공위성이 될 수 있음을 의미합니다.
몸을 주면 엄청난 속도, 그러면 지구의 중력을 극복할 것입니다.
두 번째 우주 속도는 가장 낮은 속도라고 하며, 이는 신체가 추가적인 힘의 영향 없이 지구의 중력을 극복하고 태양의 위성이 될 수 있게 합니다.
이 속도를 포물선이라고 하며 지구 중력장(대기 저항이 없는 경우)에서 신체의 포물선 궤적에 해당합니다. 다음 공식에서 계산할 수 있습니다. 
여기서 r은 지구 중심에서 발사 지점까지의 거리입니다.
지표면에서 
. 몸이 떠날 수 있는 속도가 하나 더 있습니다. 태양계그리고 넓은 우주를 서핑하세요.
제삼 공간 속도, 허용하는 최저 속도 우주선, 태양 인력을 극복하고 태양계를 떠나십시오.
이 속도 
