Сургуулийн физикийн хичээлийг судлахдаа механикийн хэсгийн чухал сэдэв бол бүх нийтийн таталцлын хууль юм. Энэ нийтлэлд бид энэ нь юу болох, ямар математикийн томьёогоор дүрслэгдсэнийг нарийвчлан авч үзэхээс гадна хүний өдөр тутмын амьдралд болон сансар огторгуйн таталцлын хүчний жишээг өгөх болно.
Таталцлын хуулийг хэн нээсэн
Таталцлын хүчний тухай жишээ өгөхийн өмнө үүнийг хэн нээсэн гэж товч тайлбарлая.
Эрт дээр үеэс хүмүүс од, гаригийг ажиглаж, тодорхой зам дагуу хөдөлдөг гэдгийг мэддэг байсан. Үүнээс гадна ямар ч тусгай мэдлэггүй хүн чулуу эсвэл өөр зүйлийг хичнээн хол, өндөр шидэв ч тэр нь үргэлж газарт унадаг гэдгийг ойлгодог. Гэвч дэлхий болон селестиел биетүүд дээрх үйл явц ижил байгалийн хуулиар зохицуулагддаг гэдгийг хүмүүсийн хэн нь ч таамаглаагүй.
1687 онд Сэр Исаак Ньютон шинжлэх ухааны бүтээл хэвлүүлж, түүнд математикийнбүх нийтийн таталцлын хуулийн томъёолол. Мэдээжийн хэрэг Ньютон энэ томъёололд бие даан ирээгүй бөгөөд үүнийг өөрийн биеэр хүлээн зөвшөөрсөн. Тэрээр өөрийн үеийн хүмүүсийн зарим санааг (жишээлбэл, биетүүдийн хоорондох таталцлын хүчний зайны квадраттай урвуу пропорциональ байх тухай), түүнчлэн гаригуудын замнал дээр хуримтлагдсан туршилтын туршлагыг ашигласан (Кеплерийн гурвал). хууль). Эрдэмтэн байгаа бүх туршлагыг задлан шинжилсний дараа түүнийг уялдаа холбоотой бөгөөд практикт хэрэглэгдэх онол хэлбэрээр томъёолж чадсан нь Ньютоны суут ухааныг харуулсан.
Таталцлын томъёо
Бүх нийтийн таталцлын хуулийг товчоор дараах байдлаар томъёолж болно: Орчлон ертөнцийн бүх биетүүдийн хооронд татах хүч байдаг бөгөөд энэ нь тэдгээрийн массын төвүүдийн хоорондох зайны квадраттай урвуу, үржвэртэй шууд пропорциональ байна. биеийн массын өөрсдөө. Бие биенээсээ r зайд байрлах m1 ба m2 масстай хоёр биеийн хувьд судалж буй хуулийг дараах байдлаар бичнэ.
F=Gm1m2/r2.
Энд G нь таталцлын тогтмол юм.
Хэрэв биетүүдийн хоорондын зай хэмжээнээсээ хангалттай их байвал бүх тохиолдолд таталцлын хүчийг энэ томьёог ашиглан тооцоолж болно. Үгүй бол, мөн асар том сансрын биетүүдийн (нейтрон од, хар нүх) ойролцоо хүчтэй таталцлын нөхцөлд Эйнштейний боловсруулсан харьцангуйн онолыг ашиглах хэрэгтэй. Сүүлийнх нь таталцлыг орон зай-цаг хугацааны гажуудлын үр дүн гэж үздэг. Ньютоны сонгодог хуулиндтаталцал нь цахилгаан эсвэл соронзон орон зэрэг зарим энергийн оронтой биетүүдийн харилцан үйлчлэлийн үр дүн юм.
Таталцлын илрэл: Өдөр тутмын амьдралын жишээнүүд
Нэгдүгээрт, тодорхой өндрөөс унаж буй аливаа биеийг жишээ болгон нэрлэж болно. Жишээлбэл, модны навч эсвэл алдартай алим, чулуу унах, борооны дусал, уулын нуралт, хөрсний гулсалт. Эдгээр бүх тохиолдолд бие нь манай гаригийн төв рүү чиглэдэг.
Хоёрдугаарт, багш сурагчдаас "таталцлын жишээг өг" гэж асуухад бүх биед жинтэй байдаг гэдгийг санах хэрэгтэй. Утас ширээн дээр байх эсвэл жинлүүр дээр жинлэх үед эдгээр тохиолдолд бие нь тулгуур дээр дардаг. Биеийн жин нь таталцлын хүчний илрэлийн тод жишээ бөгөөд тулгуурын урвалын хамт бие биенээ тэнцвэржүүлдэг хос хүчийг үүсгэдэг.
Хэрэв өмнөх догол мөр дэх томьёог хуурай газрын нөхцөлд ашигласан бол (гараг гарагийн масс болон түүний радиусыг орлуулах) дараах илэрхийллийг гаргаж болно:
F=mg
Энэ нь таталцлын хүчний асуудлыг шийдвэрлэхэд хэрэглэгддэг. Энд g нь чөлөөт уналтын үед массаас үл хамааран бүх биед өгөгдсөн хурдатгал юм. Хэрэв агаарын эсэргүүцэл байхгүй байсан бол хүнд чулуу, хөнгөн өд хоёр ижил өндрөөс зэрэг унах байсан.
Орчлон дахь таталцал
Дэлхий бусад гаригуудын хамт Нарыг тойрон эргэдэг гэдгийг хүн бүр мэддэг. Хариуд нь Нар, дотор нь байхСүүн зам хэмээх спираль галактикийн нэг гар нь төвийнхөө эргэн тойронд олон зуун сая оддын хамт эргэлддэг. Галактикууд өөрсдөө ч гэсэн орон нутгийн бөөгнөрөл гэж нэрлэгддэг нэг нэгэндээ ойртож байдаг. Хэрэв бид масштабаар эргэж харвал бид өөрсдийн гаригуудыг тойрон эргэдэг хиймэл дагуулууд, эдгээр гаригууд дээр унах эсвэл өнгөрч буй астероидуудыг санах хэрэгтэй. Хэрэв багш оюутнуудаас "Таталцлын хүчний жишээг өг" гэж асуувал эдгээр бүх тохиолдлуудыг санаж болно.
Сүүлийн хэдэн арван жилд сансрын цар хүрээний гол хүчний тухай асуудал эргэлзээтэй байсаар байгааг анхаарна уу. Орон нутгийн орон зайд энэ нь эргэлзээгүй таталцлын хүч юм. Гэсэн хэдий ч галактикийн түвшинд асуудлыг авч үзвэл харанхуй матертай холбоотой өөр нэг үл мэдэгдэх хүч гарч ирдэг. Сүүлийнх нь таталцлын эсрэг байдлаар илэрдэг.
