MI TÖRTÉNIK?
Tömeg és súly
Mielőtt rátérnénk a gravitáció témájára és hogyan fontos, hogy megértsük a tömeg és a tömeg közötti különbséget.
A “tömeg” és a “súly” kifejezéseket gyakran felcserélhetjük mindennapi beszédünkben, ám csillagásznak vagy fizikusnak teljesen más dolgokról van szó. A test tömege annak mértéke, hogy mennyi anyagot tartalmaz. A tömeges tárgynak van egy tehetetlenségének nevezett minősége. Ha egy tárgyat megráz, mint egy kő, akkor észrevenné, hogy egy mozdulatra van szükség a mozgáshoz, és egy újabb nyomásra, hogy újra megállítsa. Ha a kő nyugalomban van, nyugton akar maradni. Amint mozgásba lendült, mozgásban akar maradni. Az anyagnak ez a minősége vagy „lassúsága” a tehetetlensége. A tömeg a tárgy tehetetlenségének mértékét mutatja.
A súly teljesen más dolog. Az univerzum minden tárgya vonzza a tömeggel rendelkező összes többi tárgyat. A vonzerő nagysága függ a tömegek méretétől és attól, hogy milyen távol vannak egymástól. A mindennapi méretű tárgyaknál ez a gravitációs húzás eltűnően kicsi, de a húzóerő Egy nagyon nagy tárgy, például a Föld, és egy másik tárgy, például te, könnyen mérhető. Hogyan? Csak annyit kell tennie, hogy egy skálán álljon! A mérlegek mérik a vonzerőt köztetek és a Föld között. Ez az erő a vonzerőt közted és a Föld (vagy bármely más bolygó) között súlyának nevezzük.
Ha egy űrhajóban tartózkodsz, messze a csillagok között, és egy skálát teszel alá, akkor a skála nulla lesz. nulla. Súlytalan vagy. Egy üllő lebeg melletted. Súlytalan is. Ön vagy az üllő tömege nélküli? Egyáltalán nem. Ha megfogta az üllőt és megpróbálta megrázni, akkor meg kell nyomnia, hogy elinduljon, és meg kell húznia, hogy megálljon. Még mindig tehetetlensége és ennélfogva tömege van, ennek ellenére nincs súlya. Lásd a különbséget?
A gravitáció, a tömeg és a távolság kapcsolata
Amint fentebb említettük, a súlyod a gravitáció közti húzódás mértéke közted és a test között, amelyen állsz. Ez a gravitációs erő néhány dologtól függ. Először is, ez a tömegétől és a bolygó tömegétől függ, amelyen áll. Ha megduplázza a tömegét, a gravitáció kétszer olyan erősen húz meg. Ha a bolygó, amelyen állsz, kétszer olyan hatalmas, akkor a gravitáció is kétszer olyan erősen rád húz. Másrészt minél távolabb van a bolygó közepétől, annál gyengébb a húzóerő a bolygó és a teste között. Az erő elég gyorsan gyengül. Ha megduplázza a távolságot a bolygótól, az erő egynegyede. Ha megháromszorozza a szétválasztást, az erő a kilencedikre csökken. A távolság tízszerese, az erő százada. Látja a mintát? Az erő a távolság négyzetével csökken. Ha ezt egy egyenletbe tesszük, így néz ki:
A két “M” a tetején a tömeged és a bolygó tömege. Az alábbi “r” a bolygó közepétől való távolság. A tömegek a számlálóban vannak, mert az erő nagyobb lesz, ha nagyobbak lesznek. A távolság a nevezőben van, mert az erő kisebb lesz, ha a távolság nagyobb lesz. Vegye figyelembe, hogy az erő soha nem lesz nulla, függetlenül attól, hogy milyen messzire utazik. Talán ez ihlette Francis Thompson költeményét:
rejtett összefüggésben áll.
Ez nem tudsz virágot kavarni
anélkül, hogy megzavarnád egy csillagot.
Isaac Newton
Ez az egyenlet, elsőként Sir Isaac Newton származik, sokat elárul nekünk. Például felteheti azt a gyanút, hogy mivel a Jupiter 318-szor olyan hatalmas, mint a Föld, akkor 318-szorosára kell mérnie, mint otthon. Ez igaz lenne, ha a Jupiter ugyanaz lenne méret, mint a Föld. De a Jupiter a Föld sugarának 11-szerese, tehát Ön 11-szer távolabb van a középponttól. Ez 112-szeresére csökkenti a húzóerőt, ami a Föld rajtad húzásának mintegy 2,53-szorosát eredményezi. egy neutroncsillag elképzelhetetlenül súlyossá tesz. Nemcsak a kezdet kezdetén nagyon csillag (kb. megegyezik a Napéval), hanem hihetetlenül kicsi (kb. akkora, mint San Francisco), így nagyon közel vagy a középponthoz an d r nagyon kis szám. A töredék nevezőjében szereplő kis számok nagyon nagy eredményekhez vezetnek!
