Закон всемирного тяготения
История открытия закона всемирного тяготения
Закон всемирного тяготения: физика
Только после установления гелиоцентрической системы мира оказалась возможной постановка задачи раскрытия механизма солнечной системы. Он предположил, что планеты солнечной системы представляют собой гигантские магниты, поэтому силы, связывающие их, имеют магнитную природу. Мысль эта была следствием установления Гильбертом факта эквивалентности силового поля намагниченного шара и Земли. Эти вихри и увлекают планеты в "круговое обращение вокруг Солнца. У каждой планеты свой вихрь. Планеты аналогичны легким телам, попавшим в водяные воронки. Гипотезы Гильберта и Декарта опирались на аналогию и не имели экспериментальной опоры. Однако вихри Декарта приобрели особую популярность, ибо объяснили главное — круговое движение планет. Магнитные взаимодействия не давали ключа к объяснению. Но объяснить — значит не только дать модель явления, его качественную картину, но и вывести количественные законы, ибо только они дают возможность сравнения теории с опытом. После появления этих законов оказалась возможной строгая постановка механической задачи на определение движения планет. Галилей открыл закон инерции и принцип независимости действия сил, облегчившие путь к решению задачи. В нем он писал: Она связана с тремя предположениями. Во-первых, все небесные тела производят притяжение к их центрам, притягивая не только свой части, как мы это наблюдали на Земле, но и другие небесные тела, находящиеся в сфере их действия. Таким образом, не только Солнце и Луна оказывают влияние на форму и движение Земли и Земля на Луну и Солнце, но также Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн влияют на движение Земли; в свою очередь притяжение Земли действует на движение каждой планеты. Второе предположение состоит в том, что всякое тело, получившее однажды простое прямолинейное движение, продолжает двигаться по прямой до тех пор, дока не отклонится в своем движении другой действующей силой и не будет вынуждено описывать круг, эллипс или иную сложную линию. Что касается степени этой силы, то я не мог еще, определить ее на опыте; но во всяком случае, как только эта степень станет известной, она чрезвычайно облегчит астрономам задачу нахождения закона небесных движений, без нее же это невозможно Все, казалось, предугадано, однако сформулировать закон никто не мог, поставленная задача оставалась не решенной. Не хватало понятия массы и математически выраженных законов динамики, которые дали бы возможность решить задачу определения траектории движения тела, на которое действует сила, убывающая обратно пропорционально квадрату расстояния. Никто не знал, что законы динамики были сформулированы Ньютоном еще в г. В конце г. Галлей обратился к Ньютону с просьбой решить задачу и только теперь узнал, что она решена. Он стал убеждать Ньютона опубликовать свои результаты. Ньютон показал, что, опираясь на три закона динамики, закон независимости действия сил и закон всемирного тяготения, можно точно решить любую задачу небесной механики на определение положений и скоростей космических тел, определения траекторий их движения. Следует подчеркнуть важность принципа независимости действия сил и независимости движений для объяснения механизма вращательного движения планет. Согласно Гуку, Ньютону и другим вращательное движение является сложным: Всякое элементарное перемещение планеты по траектории является геометрической суммой элементарных перемещений по касательной и по радиусу. Таким образом, кажущееся непрерывным движение является суммой дискретных движений. Движение — единство прерывного и непрерывного — таково одно из важнейших философских обобщений в механике. Ход мысли Ньютона был, возможно, следующим. Согласно второму закону динамики можно написать: Этот теоретический расчет можно проверить астрономическими наблюдениями. Ускорение является центростремительным, и может быть вычислено по формуле: По этой формуле, зная? Как уже говорилось, он был в высшей степени требовательным к своим теоретическим построениям. Где видел Ньютон сомнительные пункты теории? Рассматривая гравитационное взаимодействие Земли и Луны, их можно считать точечными телами. Но можно ли для взаимодействия Земля — камень писать? Речь идет о специальной задаче. Известно, что Ньютон решил эту задачу только после того, как овладел им же изобретенным методом флюксиюнного дифференциального — по современному исчисления. Но ведь массы в первом и втором уравнениях имеют различный смысл. В первом уравнении масса — мера инертности — измеряется по ускорению, которое сообщает ей данная сила. Во втором уравнении — массы гравитационные, они измеряются по силе притяжения тел на данном расстоянии. Строго говоря, нужно написать: Ясно, что решить вопрос о равенстве инертной и гравитационной масс мог только опыт. И Ньютон впервые поставил опыты по измерению периодов колебания маятника с деревянным и золотым грузами. Опыты показали независимость периода колебания от формы и качества груза. Факт равенства инертной и гравитационной масс оказался принципиальным: По этому поводу С. Вавилов приводит следующий рассказ биографов Ньютона. Только в г. Вернувшись с заседания домой, Ньютон немедленно приступил к перечислению на основе новых данных своих расчетов. Волнение его при этом будто бы было так сильно, что Ньютон не мог кончить этих весьма простых вычислений и передал их своему другу. Если этот рассказ и не соответствует истинному ходу событий, то в нем есть существенная доля правды. Перейти к основному содержанию. Основные ссылки Главная Для учителя ГМО учителей физики План работы Итоги городской научно-методической конференции Мониторинг образовательных достижений учащихся Мониторинг образовательных достижений учащихся Закон "Об образовании в Российской Федерации" К уроку Демонстрационный и лабораторный эксперимент ИКТ на уроке физики История физики на уроке и во внеурочной деятельности Общие вопросы методики обучения физике Полезные ссылки в Интернет Образовательный стандарт основного общего образования Оснащение образовательного процесса ОТ в кабинете физики документы Должностные обязанности по охране труда Инструкции Должностные инструкции Инструкции по ОТ СанПиН 2. Скрябиной Формулы Конспекты Электродинамика Определения Формулы Опорные конспекты по электростатике и постоянному току Н. Скрябиной Опорные конспекты Н. Скрябиной по электромагнетизму Конспекты Колебания и волны Определения Конспекты Оптика Определения Формулы Конспекты Атомная и квантовая физика Определения Формулы Конспекты Сводная таблица формул школьной физики. Степановой Физики Библиотека Биографии и мемуары Литература по истории физики Литература для учителя Учебники Задачники ЕГЭ и ГИА Научно-популярная литература Книги в полнотекстовом режиме Справочники по физике Медиатека Фильмы Презентации Анимации Разное Литература О нас Сообщество Администрация О проекте Партнёры. К истории закона всемирного тяготения. Вверх К истории принципа относительности. Более подробная информация о текстовых форматах. Формат текста Plain text Filtered HTML. Plain text HTML-теги не обрабатываются и показываются как обычный текст Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки. Строки и параграфы переносятся автоматически. Filtered HTML Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки. Отправляя эту форму, Вы соглашаетесь с политикой приватности Mollom. Навигация Словарь Полный список биографий Последние обновления. Последние публикации ЛЕМАН Отто Lehmann Otto. ДРУДЕ Пауль Карл Людвиг Drude Paul Karl Ludwig. АУЭРБАХ Феликс Felix Auerbach. КАБАНН Жан Cabaness Jean. Ответьте, пожалуйста, на вопрос о себе. В каком качестве Вы зашли на сайт. Ответы учащийся классов. Случайная публикация Из работы Г. Объединение учителей Санкт-Петербурга, При использовании материалов сайта ссылка на www.
Этот закон был открыт Ньютоном около года. В ньютоновской теории каждое массивное тело порождает силовое поле притяжения к этому телу, которое называется гравитационным полем. Сферически симметричное тело создаёт за своими пределами такое же поле, как материальная точка той же массы, расположенная в центре тела. Траектория материальной точки в гравитационном поле, создаваемом много большей по массе материальной точкой, подчиняется законам Кеплера. В частности, планеты и кометы в Солнечной системе движутся по эллипсам или гиперболам. Влияние других планет, искажающее эту картину, можно учесть с помощью теории возмущений. Экспериментальная оценка степени точности закона тяготения Ньютона является одним из подтверждений общей теории относительности. Другие опыты также подтвердили отсутствие модификаций в законе всемирного тяготения [4]. С учетом погрешностей эксперимента в исследованном диапазоне расстояний отклонений от закона Ньютона не обнаружено [5]. В трёхмерном евклидовом пространстве площадь поверхности сферы точно пропорциональна квадрату её радиуса [7]. Сама идея всеобщей силы тяготения неоднократно высказывалась и до Ньютона. Ранее о ней размышляли Эпикур , Гассенди , Кеплер , Борелли , Декарт , Роберваль , Гюйгенс и другие [8]. Кеплер полагал, что тяготение обратно пропорционально расстоянию до Солнца и распространяется только в плоскости эклиптики; Декарт считал его результатом вихрей в эфире [9]. Были, впрочем, догадки с правильной зависимостью от расстояния; Ньютон в письме к Галлею упоминает как своих предшественников Буллиальда , Рена и Гука [10]. Но до Ньютона никто не сумел ясно и математически доказательно связать закон тяготения силу, обратно пропорциональную квадрату расстояния и законы движения планет законы Кеплера. Теория Ньютона имела ряд существенных отличий от гипотез предшественников. Ньютон опубликовал не просто предполагаемую формулу закона всемирного тяготения, но фактически предложил целостную математическую модель:. В совокупности эта триада достаточна для полного исследования самых сложных движений небесных тел, тем самым создавая основы небесной механики. До Эйнштейна никаких принципиальных поправок к указанной модели не понадобилось, хотя математический аппарат оказалось необходимым значительно развить. Отметим, что теория тяготения Ньютона уже не была, строго говоря, гелиоцентрической. Уже в задаче двух тел планета вращается не вокруг Солнца, а вокруг общего центра тяжести, так как не только Солнце притягивает планету, но и планета притягивает Солнце. Наконец, выяснилась необходимость учесть влияние планет друг на друга. В течение XVIII века закон всемирного тяготения был предметом активной дискуссии против него выступали сторонники школы Декарта и тщательных проверок. К концу века стало общепризнано, что закон всемирного тяготения позволяет с огромной точностью объяснить и предсказать движения небесных тел. Генри Кавендиш в году осуществил прямую проверку справедливости закона тяготения в земных условиях, используя исключительно чувствительные крутильные весы [11]. Важным этапом стало введение Пуассоном в году понятия гравитационного потенциала и уравнения Пуассона для этого потенциала; эта модель позволяла исследовать гравитационное поле при произвольном распределении вещества [12]. После этого ньютоновский закон стал рассматриваться как фундаментальный закон природы. В то же время ньютоновская теория содержала ряд трудностей. По существу ньютоновская модель была чисто математической, без какого-либо физического содержания. Кроме того, если Вселенная, как тогда предполагали, евклидова и бесконечна, и при этом средняя плотность вещества в ней ненулевая, то возникает гравитационный парадокс. В конце XIX века обнаружилась ещё одна проблема: На протяжении более двухсот лет после Ньютона физики предлагали различные пути усовершенствования ньютоновской теории тяготения. Эти усилия увенчались успехом в году , с созданием общей теории относительности Эйнштейна , в которой все указанные трудности были преодолены. Теория Ньютона, в полном согласии с принципом соответствия , оказалась приближением более общей теории, применимым при выполнении двух условий:. В слабых стационарных гравитационных полях уравнения движения переходят в ньютоновы гравитационный потенциал. Для доказательства покажем, что скалярный гравитационный потенциал в слабых стационарных гравитационных полях удовлетворяет уравнению Пуассона. Известно Гравитационный потенциал , что в этом случае гравитационный потенциал имеет вид:. Таким образом, приходим к уравнению Пуассона:. С точки зрения квантовой гравитации, гравитационное взаимодействие осуществляется путём обмена виртуальными гравитонами между взаимодействующими телами. Согласно принципу неопределенности , энергия виртуального гравитона обратно пропорциональна времени его существования от момента излучения одним телом до момента поглощения другим телом. Время существования пропорционально расстоянию между телами. Таким образом, на малых расстояниях взаимодействующие тела могут обмениваться виртуальными гравитонами с короткими и длинными длинами волн, а на больших расстояниях только длинноволновыми гравитонами. Из этих соображений можно получить закон обратной пропорциональности ньютоновского потенциала от расстояния. Аналогия между законом Ньютона и законом Кулона объясняется тем, что масса гравитона, как и масса фотона , равна нулю [16] [17]. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Ерошенко Новости физики в сети Internet по материалам электронных препринтов , УФН , , т. Элементарное введение в физику элементарных частиц. Законы Ньютона Закон всемирного тяготения Законы Кеплера Задача двух тел Задача трёх тел Гравитационная задача N тел Задача Бертрана Уравнение Кеплера. Система небесных координат галактическая горизонтальная первая экваториальная вторая экваториальная эклиптическая Международная небесная система координат Сферическая система координат Ось мира Небесный экватор Прямое восхождение Склонение Эклиптика Равноденствие Солнцестояние Фундаментальная плоскость. Кеплеровы элементы орбиты эксцентриситет большая полуось средняя аномалия долгота восходящего узла аргумент перицентра Апоцентр и перицентр Орбитальная скорость Узел орбиты Эпоха. Движение Солнца и планет по небесной сфере Эфемериды Конфигурации планет противостояние соединение квадратура элонгация парад планет Затмение солнечное затмение лунное затмение сарос Метонов цикл Покрытие Прохождение Кульминация Сидерический период Синодический период Период вращения Орбитальный резонанс Предварение равноденствий Сближение Либрация Сфера действия тяготения Эффект Козаи Эффект Ярковского Эффект Джанибекова. Теории гравитации Классическая механика Исаак Ньютон. Страницы, использующие волшебные ссылки ISBN. Навигация Персональные инструменты Вы не представились системе Обсуждение Вклад Создать учётную запись Войти. Пространства имён Статья Обсуждение. Просмотры Читать Править Править вики-текст История. В других проектах Викисклад. Эта страница последний раз была отредактирована 13 мая в Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия. Свяжитесь с нами Политика конфиденциальности Описание Википедии Отказ от ответственности Разработчики Соглашение о cookie Мобильная версия. Классические Теория гравитации Лесажа Модифицированная ньютоновская динамика Релятивистские Релятивистская теория гравитации Калибровочная теория гравитации Гравитация с массивным гравитоном Телепараллелизм Теория Нордстрёма Теория Бранса — Дикке Биметрические теории гравитации Несимметричные теории гравитации Теория гравитации Уайтхеда Теория Эйнштейна — Картана Тетрадная теория гравитации. Многомерные Общая теория относительности в многомерном пространстве Теория Калуцы — Клейна Супергравитация Струнные Теория струн Теория бозонных струн Теория суперструн М-теория Прочие Исключительно простая теория всего. Законы и задачи Законы Ньютона Закон всемирного тяготения Законы Кеплера Задача двух тел Задача трёх тел Гравитационная задача N тел Задача Бертрана Уравнение Кеплера.
Магазин планета карта
Правила обгона и опережения
Занялись любовью на природе
История 7 класса 2 часть данилов
Как сажать помидоры в открытый грунт