Gravitație

Mișcarea liberă poate pierde în greutate

O problemă comună fizica: analiza corpurilor în cădere liberă

Teoria lui Newton s-a bucurat de cel mai mare succes atunci când a fost utilizată pentru a prezice existența planetei Neptun pe baza corpul clar subțire lui Uranus care nu puteau fi explicate prin acțiunile celorlalte planete. Calculele realizate atât de John Couch Adamscât și de Urbain Le Verrier au prezis poziția generală a planetei, iar calculele lui Le Verrier sunt cele care l-au condus pe Johann Gottfried Galle la descoperirea lui Neptun.

O discrepanță în orbita lui Mercur a evidențiat defecte în teoria lui Newton. Până la sfârșitul secolului al XIX-lea, se știa că orbita sa arăta ușoare perturbații care nu puteau fi considerate în întregime sub teoria lui Newton, însă toate căutările mișcarea liberă poate pierde în greutate alt corp perturbator cum ar fi o planetă orbitând Soarele chiar mai aproape de Mercur au fost neroditoare.

Problema a fost rezolvată în de noua teorie a relativității generale a lui Albert Einsteincare a explicat mica discrepanță a orbitei lui Mercur. Această discrepanță a fost avansul în periheliu lui Mercur de 42,98 arcsecunde pe secol. Explicații mecanice ale gravitației[ modificare modificare sursă ] Teoriile sau explicațiile mecanice ale gravitației sunt încercările de a explica legea gravitației cu ajutorul proceselor mecanice de bază, cum ar fi împingerea și fără a folosi vreo acțiune la distanță.

Aceste teorii au fost dezvoltate între sec. René Descartes și Christiaan Huygens au folosit vortexuri pentru a explica gravitația. Robert Hooke și James Challis au presupus că fiecare organism emite unde care duc la o atracție a altor corpuri. Nicolas Fatio de Duillier și Georges-Louis Le Sage au propus un model corpuscular, folosind un fel de mecanism de screening sau de umbrire.

Mai târziu, un model similar a fost creat de Hendrik Lorentz, care a folosit radiații electromagnetice în locul corpusculilor. Isaac Newton și Bernhard Riemann au susținut că fluxurile eterice mută toate corpurile unul către altul.

Gravitație

Newton și Leonhard Euler au propus un model în care eterul își pierde densitatea în apropierea masei, ducând la o forță netă îndreptată spre corpuri.

Lordul Kelvin a considerat că fiecare organism pulsează, ceea ce mișcarea liberă poate pierde în greutate putea fi o explicație a gravitației și a încărcăturilor electrice. Dar toate aceste modele au eșuat, deoarece cele mai multe dintre ele duc la o cantitate inacceptabilă de tracțiune, care nu se observă în realitate.

mișcarea liberă poate pierde în greutate

Alte modele încalcă legea privind conservarea energiei și sunt incompatibile cu termodinamica modernă. Principiul echivalenței[ modificare modificare sursă ] Principiul echivalențeiexplorat de o succesiune de cercetători incluzând pe: Galileo, Loránd Eötvös și Einstein, exprimă ideea că toate obiectele cad în același mod și că efectele gravitației sunt indistinctibile de anumite aspecte ale accelerării și decelerării.

Cea mai simplă modalitate de a testa principiul echivalenței slabe este să se arunce două obiecte de mase sau compoziții diferite în vid și să se vadă dacă lovesc pământul în același timp. Astfel de experimente demonstrează că toate obiectele cad la aceeași viteză atunci când alte forțe precum rezistența mișcarea liberă poate pierde în greutate și efectele electromagnetice sunt neglijabile.

mișcarea liberă poate pierde în greutate

Testele mai sofisticate folosesc un echilibru de torsiune de tipul inventat de Eötvös. Experimentele prin satelit, de exemplu STEP, sunt planificate pentru experimente mai precise în spațiu. Relativitatea generală[ modificare modificare sursă ] Analogia bidimensională a distorsiunii spațiu-timp generate de masa unui obiect.

Materia schimbă geometria timpului spațial, această geometrie curbată fiind interpretată ca gravitație. Liniile albe nu reprezintă curbura spațiului, ci sistemul de coordonate impus spațiutimpului curbat, care ar fi rectiliniu într-un spațiutimp plat. ÎnAlbert Einsteinîn ceea ce el a descris ca fiind "cea mai fericită idee al vieții mele", a realizat că un observator care cădea de pe acoperișul unei case nu își dă seama de câmpul gravitațional.

Cu alte cuvinte, gravitația era exact echivalentă cu accelerația. Între șiaceastă idee, inițial declarată ca principiu de echivalență, a fost formal dezvoltată în teoria teoriei relativității generale a lui Einstein. După câțiva ani, a fost descoperită o discrepanță pe o orbită a planetei Mercur care a arătat că teoria lui Newton este inexactă. Până la sfârșitul secolului al XIX-lea, se știa că orbita lui Mercur nu putea fi considerată în întregime sub gravitația newtoniană și că toate căutările pentru un alt corp perturbativ cum ar fi o planetă care orbitează în jurul Soarelui chiar mai aproape de Mercur nu au avut nici un rezultat.

mișcarea liberă poate pierde în greutate

Această problemă a fost rezolvată în de noua teorie generală de relativitate a lui Albert Einsteincare a explicat discrepanța în orbita lui Mercur. Punctul de pornire pentru relativitatea generală este principiul echivalenței, care fata arzatoare de grasimi căderea liberă cu mișcarea inerțială și descrie obiectele inerțiale care cad liber ca fiind accelerate în raport cu observatorii neinerțiali pe pământ.

Cu toate acestea, în fizica Newtoniană, nicio astfel de accelerare nu poate apărea decât dacă cel puțin unul dintre obiecte este operat de o forță. Einstein a sugerat că spațiul este curbat de materie și că obiectele care cad liber se deplasează de-a lungul căilor drepte local în spațiutimp curbat.

Aceste căi drepte se numesc geodezice. Ca și prima lege a mișcării lui Newton, teoria lui Einstein afirmă că, dacă se aplică o forță asupra unui obiect, se va abate de la o geodezică. De exemplu, nu mai urmărim geodezicele pentru că rezistența mecanică a Pământului exercită o forță ascendentă asupra noastră și, prin urmare, suntem neinerțiali pe pământ.

Cele mai bune 5 plante medicinale pentru plămâni și aparatul respirator - Eu stiu TV

Aceasta explică de ce mișcarea de-a lungul geodezicelor în spațiu este considerată inerțială. Ecuațiile câmpului Einstein sunt un set de 10 ecuații diferențiale simultane, neliniare. Soluțiile ecuațiilor de câmp sunt componentele tensorului metric al spațiu-timpului.

Un tensor metric descrie o geometrie a spațiutimpului. Căile geodezice pentru spațiutimp sunt calculate din tensorul metric. Soluții notabile ale ecuațiilor câmpului Einstein includ: Soluția Schwarzschild, care descrie spațiutimpul care înconjoară un obiect masiv nerotit, sferic simetric.

Pentru obiectele compacte suficient, această soluție a generat o gaură neagră cu o singularitate centrală.

Pentru distanțele radiale din centru care sunt mult mai mari decât raza Schwarzschild, accelerațiile prevăzute de soluția Schwarzschild sunt practic identice cu cele prognozate de teoria gravitației lui Newton.

O problemă comună fizica: analiza corpurilor în cădere liberă

Soluția Reissner-Nordström, în care obiectul central are o sarcină electrică. Pentru încărcările cu o lungime geometrizată care sunt mai mici decât lungimea geometrizată a masei obiectului, această soluție produce găuri negre cu orizonturi de eveniment dublu. Soluția Kerr pentru rotirea obiectelor masive. Această soluție produce și găuri negre cu orizonturi de evenimente multiple.

Predicția că timpul rulează mai lent la potențiale mai mici dilatație gravitațională a timpului a fost confirmată de experimentul Pound — Rebkaexperimentul Hafele — Keating și GPS. Predicția devierii luminii a fost confirmată pentru prima dată de Arthur Stanley Eddington din observațiile sale din timpul eclipsei solare din 29 mai Eddington a măsurat deviațiile luminii stelelor de două ori mai mult decât cele prezise de teoria corpusculară newtoniană, în conformitate cu previziunile relativității generale. Cu toate acestea, interpretarea sa asupra rezultatelor a fost ulterior contestată. Testele mai recente care utilizează măsurători interferometrice radio ale quasarilor care trec în spatele Soarelui au confirmat mai exact și în mod consecvent devierea luminii la gradul prezis de relativitatea generală.

Soluția Kerr-Newman pentru obiecte masive încărcate, care se rotesc. Gravitația și mecanica cuantică[ modificare modificare sursă ] În deceniile de după descoperirea relativității generale, s-a constatat că relativitatea generală este incompatibilă cu mecanica cuantică.

Cu toate acestea, această abordare eșuează la distanțe scurte de ordinul lungimii Planck, [24] unde este necesară o teorie mai completă a gravitației cuantice sau o nouă abordare a mecanicii cuantice. Gravitația Pământului[ modificare modificare sursă ] Un obiect inițial staționar care este lăsat să cadă liber sub gravitație, scade o distanță care este proporțională cu pătratul timpului scurs. Această imagine se întinde pe o jumătate de secundă și a fost capturată la 20 de intermitențe pe secundă.

Fiecare corp planetar inclusiv Pământul este înconjurat de propriul său câmp gravitațional, care poate fi conceptualizat cu fizica newtoniană ca exercitând o forță atractivă asupra tuturor obiectelor.

Una dintre cele mai comune tipuri de probleme pe care un student fizica început va întâlni este de a analiza mișcarea unui corp în cădere liberă.

Presupunând o planetă sferic simetrică, forța acestui câmp la orice punct dat deasupra suprafeței este proporțională cu masa corpului planetar și invers proporțională cu pătratul distanței de centrul corpului. Dacă un obiect cu masă comparabilă cu cea a Pământului ar cădea spre el, atunci accelerația corespunzătoare a Pământului ar fi observabilă.

  1. Gravitație - Wikipedia
  2. Gravitatie - Gravity - alegsatraiesc.ro
  3. 31 10 pierdere în greutate
  4. Forță - Wikipedia
  5. Pe arderea grăsimilor

Forța câmpului gravitațional este egal numeric cu accelerația obiectelor sub influența sa. De mișcarea liberă poate pierde în greutate, ignorând din nou rezistența aerului, toate obiectele, atunci când sunt aruncate de la aceeași înălțime, vor lovi solul în același timp.

Conform celei de-a treia legi a lui Newton, Pământul însuși experimentează o forță egală ca mărime și în direcția opusă celei pe care o exercită asupra unui obiect care cade. Aceasta înseamnă că Pământul accelerează și el spre obiect până când se ciocnesc.

Deoarece masa Pământului este uriașă, accelerația Pământului datorată acestei forțe opuse este neglijabilă în comparație cu cea a obiectului.

Publicat: 28 Decembrie Accesări: Întrebarea la care vrem să răspundem în acest articol este următoarea: dacă lăsăm în cădere liberă de la înălţimea de m un purice şi un Boeingvor atinge ele pământul în acelaşi timp, dacă eliminăm rezistenţa opusă de aer din acest scenariu dacă plasăm avionul şi puricele în vid? Surprinzător poate pentru unii, răspunsul este DA, atât puricele, cât şi avionul vor ajunge la sol în exact aceeaşi secundă. Cum e posibil? Răspunsul stă în matematică, dar până să ajungem la formule, putem furniza următoarea explicaţie: masa obiectelor ori forma acestora nu afectează cât de puţin mişcarea acestora.

Dacă obiectul nu sare după ce s-a ciocnit cu Pământul, fiecare dintre ei exercită apoi o forță de contact repulsivă asupra celuilalt, care echilibrează efectiv forța de atragere a gravitației și împiedică accelerarea ulterioară. Forța gravitației pe Pământ este rezultanta suma vectorială a două forțe: [33] a Atracția gravitațională în conformitate cu legea universală a gravitației a lui Newton și b forța centrifugă. Forța gravitațională este cea mai slabă la ecuator din cauza forței centrifuge cauzate de rotația Pământului și pentru că punctele de pe ecuator sunt cele mai îndepărtate de centrul Pământului.

Această forță rezultată este greutatea obiectului. Accelerația datorată gravitației este egală cu acest g. Un obiect staționar inițial care este lăsat să cadă liber sub greutate scade o distanță care este proporțională cu pătratul timpului scurs. Imaginea din dreapta, care se întinde pe o jumătate de secundă, a fost surprinsă cu un flash stroboscopic la 20 de intermitențe pe secundă.

Această expresie este valabilă numai pe distanțe mici h de la suprafața Pământului. În mod similar, expresia h.

mișcarea liberă poate pierde în greutate