గురుత్వాకర్షణ చేస్తుంది. గురుత్వాకర్షణ - ఇది ఏమిటి? గురుత్వాకర్షణ శక్తి

పురాతన కాలం నుండి, మానవత్వం మన చుట్టూ ఉన్న ప్రపంచం ఎలా పనిచేస్తుందో ఆలోచించింది. గడ్డి ఎందుకు పెరుగుతుంది, సూర్యుడు ఎందుకు ప్రకాశిస్తాడు, మనం ఎందుకు ఎగరలేము ... తరువాతి, మార్గం ద్వారా, ఎల్లప్పుడూ ప్రజలకు ప్రత్యేక ఆసక్తిని కలిగి ఉంది. అన్నిటికీ గురుత్వాకర్షణే కారణమని ఇప్పుడు మనకు తెలుసు. అది ఏమిటి, మరియు ఈ దృగ్విషయం విశ్వం యొక్క స్థాయిలో ఎందుకు చాలా ముఖ్యమైనది, ఈ రోజు మనం పరిశీలిస్తాము.

పరిచయ భాగం

అన్ని భారీ శరీరాలు ఒకదానికొకటి పరస్పర ఆకర్షణను అనుభవిస్తున్నాయని శాస్త్రవేత్తలు కనుగొన్నారు. తదనంతరం, ఈ మర్మమైన శక్తి వాటి స్థిరమైన కక్ష్యలలో ఖగోళ వస్తువుల కదలికను కూడా నిర్ణయిస్తుందని తేలింది. గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతం ఒక మేధావిచే రూపొందించబడింది, దీని పరికల్పనలు రాబోయే అనేక శతాబ్దాల వరకు భౌతిక శాస్త్రం యొక్క అభివృద్ధిని ముందుగా నిర్ణయించాయి. ఆల్బర్ట్ ఐన్స్టీన్, గత శతాబ్దపు గొప్ప మనస్సులలో ఒకరైన, ఈ బోధనను అభివృద్ధి చేసి (పూర్తిగా భిన్నమైన దిశలో ఉన్నప్పటికీ) కొనసాగించారు.

శతాబ్దాలుగా, శాస్త్రవేత్తలు గురుత్వాకర్షణను గమనించారు మరియు దానిని అర్థం చేసుకోవడానికి మరియు కొలవడానికి ప్రయత్నించారు. చివరగా, గత కొన్ని దశాబ్దాలలో, గురుత్వాకర్షణ వంటి దృగ్విషయం కూడా మానవత్వం యొక్క సేవలో ఉంచబడింది (ఒక నిర్దిష్ట కోణంలో, వాస్తవానికి). ఇది ఏమిటి, ఆధునిక శాస్త్రంలో ప్రశ్నలో ఉన్న పదానికి నిర్వచనం ఏమిటి?

శాస్త్రీయ నిర్వచనం

మీరు పురాతన ఆలోచనాపరుల రచనలను అధ్యయనం చేస్తే, లాటిన్ పదం "గ్రావిటాస్" అంటే "గురుత్వాకర్షణ", "ఆకర్షణ" అని మీరు తెలుసుకోవచ్చు. నేడు శాస్త్రవేత్తలు దీనిని భౌతిక వస్తువుల మధ్య సార్వత్రిక మరియు స్థిరమైన పరస్పర చర్య అని పిలుస్తారు. ఈ శక్తి సాపేక్షంగా బలహీనంగా ఉంటే మరియు చాలా నెమ్మదిగా కదిలే వస్తువులపై మాత్రమే పనిచేస్తే, అప్పుడు న్యూటన్ సిద్ధాంతం వారికి వర్తిస్తుంది. పరిస్థితి దీనికి విరుద్ధంగా ఉంటే, ఐన్‌స్టీన్ యొక్క తీర్మానాలను ఉపయోగించాలి.

వెంటనే రిజర్వేషన్ చేద్దాం: ప్రస్తుతం, గురుత్వాకర్షణ స్వభావం పూర్తిగా సూత్రప్రాయంగా అర్థం కాలేదు. అది ఏమిటో మాకు ఇంకా పూర్తిగా అర్థం కాలేదు.

న్యూటన్ మరియు ఐన్‌స్టీన్ సిద్ధాంతాలు

ఐజాక్ న్యూటన్ యొక్క శాస్త్రీయ బోధన ప్రకారం, అన్ని శరీరాలు వాటి ద్రవ్యరాశికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉండే శక్తితో ఒకదానికొకటి ఆకర్షిస్తాయి, వాటి మధ్య ఉన్న దూరం యొక్క వర్గానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటాయి. వస్తువుల మధ్య గురుత్వాకర్షణ అనేది స్థలం మరియు సమయం యొక్క వక్రత విషయంలో వ్యక్తమవుతుందని ఐన్‌స్టీన్ వాదించారు (మరియు దానిలో పదార్థం ఉంటేనే స్థలం యొక్క వక్రత సాధ్యమవుతుంది).

ఈ ఆలోచన చాలా లోతైనది, కానీ ఆధునిక పరిశోధన అది కొంతవరకు సరికాదని రుజువు చేస్తుంది. ఈ రోజు అంతరిక్షంలో గురుత్వాకర్షణ అనేది స్థలాన్ని మాత్రమే వంగి ఉంటుందని నమ్ముతారు: సమయం నెమ్మదిస్తుంది మరియు ఆపివేయబడుతుంది, అయితే తాత్కాలిక పదార్థం యొక్క ఆకారాన్ని మార్చడం యొక్క వాస్తవికత సిద్ధాంతపరంగా ధృవీకరించబడలేదు. అందువల్ల, ఐన్‌స్టీన్ యొక్క శాస్త్రీయ సమీకరణం స్థలం పదార్థం మరియు ఫలితంగా వచ్చే అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ప్రభావితం చేసే అవకాశాన్ని కూడా అందించదు.

గురుత్వాకర్షణ చట్టం (సార్వత్రిక గురుత్వాకర్షణ) బాగా తెలుసు, దీని గణిత వ్యక్తీకరణ న్యూటన్‌కు చెందినది:

\[ F = γ \frac[-1.2](m_1 m_2)(r^2) \]

γ గురుత్వాకర్షణ స్థిరాంకాన్ని సూచిస్తుంది (కొన్నిసార్లు గుర్తు G ఉపయోగించబడుతుంది), దీని విలువ 6.67545 × 10−11 m³/(kg s²).

ప్రాథమిక కణాల మధ్య పరస్పర చర్య

మన చుట్టూ ఉన్న స్థలం యొక్క అద్భుతమైన సంక్లిష్టత చాలా వరకు అనంతమైన ప్రాథమిక కణాల కారణంగా ఉంది. వాటి మధ్య మనం ఊహించగలిగే స్థాయిలలో వివిధ పరస్పర చర్యలు కూడా ఉన్నాయి. అయినప్పటికీ, ప్రాథమిక కణాల మధ్య అన్ని రకాల పరస్పర చర్య వాటి బలంలో గణనీయంగా భిన్నంగా ఉంటుంది.

మనకు తెలిసిన అత్యంత శక్తివంతమైన శక్తులు పరమాణు కేంద్రకంలోని భాగాలను బంధిస్తాయి. వాటిని వేరు చేయడానికి, మీరు నిజంగా భారీ శక్తిని ఖర్చు చేయాలి. ఎలక్ట్రాన్ల విషయానికొస్తే, అవి సాధారణమైన వాటి ద్వారా మాత్రమే "అటాచ్ చేయబడతాయి", కొన్నిసార్లు చాలా సాధారణ రసాయన ప్రతిచర్య ఫలితంగా కనిపించే శక్తి సరిపోతుంది. పరమాణువులు మరియు సబ్‌టామిక్ కణాల రూపంలో గురుత్వాకర్షణ (అది ఏమిటో మీకు ఇప్పటికే తెలుసు) అనేది పరస్పర చర్య యొక్క సులభమైన రకం.

ఈ సందర్భంలో గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రం చాలా బలహీనంగా ఉంది, అది ఊహించడం కష్టం. విచిత్రమేమిటంటే, వారు ఖగోళ వస్తువుల కదలికను "మానిటర్" చేస్తారు, దీని ద్రవ్యరాశి కొన్నిసార్లు ఊహించడం అసాధ్యం. గురుత్వాకర్షణ యొక్క రెండు లక్షణాల వల్ల ఇవన్నీ సాధ్యమే, ఇవి పెద్ద భౌతిక శరీరాల విషయంలో ప్రత్యేకంగా ఉచ్ఛరించబడతాయి:

• పరమాణువులా కాకుండా, వస్తువు నుండి దూరం వద్ద ఇది మరింత గుర్తించదగినది. అందువల్ల, భూమి యొక్క గురుత్వాకర్షణ చంద్రుడిని కూడా దాని క్షేత్రంలో ఉంచుతుంది మరియు బృహస్పతి నుండి వచ్చే ఇదే విధమైన శక్తి ఒకేసారి అనేక ఉపగ్రహాల కక్ష్యలకు సులభంగా మద్దతు ఇస్తుంది, వీటిలో ప్రతి ద్రవ్యరాశి భూమితో పోల్చవచ్చు!
• అదనంగా, ఇది ఎల్లప్పుడూ వస్తువుల మధ్య ఆకర్షణను అందిస్తుంది మరియు దూరంతో ఈ శక్తి చిన్న వేగంతో బలహీనపడుతుంది.

గురుత్వాకర్షణ యొక్క ఎక్కువ లేదా తక్కువ పొందికైన సిద్ధాంతం ఏర్పడటం సాపేక్షంగా ఇటీవల సంభవించింది మరియు ఖచ్చితంగా గ్రహాలు మరియు ఇతర ఖగోళ వస్తువుల కదలికల యొక్క శతాబ్దాల-పాత పరిశీలనల ఫలితాల ఆధారంగా. అవన్నీ శూన్యంలో కదులుతాయి, ఇక్కడ ఇతర సంభావ్య పరస్పర చర్యలు లేవు. గెలీలియో మరియు కెప్లర్, ఆ సమయంలో ఇద్దరు అత్యుత్తమ ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు, వారి అత్యంత విలువైన పరిశీలనలతో కొత్త ఆవిష్కరణలకు భూమిని సిద్ధం చేయడంలో సహాయపడ్డారు.

కానీ గొప్ప ఐజాక్ న్యూటన్ మాత్రమే మొదటి గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతాన్ని సృష్టించగలిగాడు మరియు దానిని గణితశాస్త్రంలో వ్యక్తీకరించగలిగాడు. ఇది గురుత్వాకర్షణ యొక్క మొదటి నియమం, దీని యొక్క గణిత ప్రాతినిధ్యం పైన ప్రదర్శించబడింది.

న్యూటన్ మరియు అతని పూర్వీకుల కొన్ని తీర్మానాలు

మన చుట్టూ ఉన్న ప్రపంచంలోని ఇతర భౌతిక దృగ్విషయాల మాదిరిగా కాకుండా, గురుత్వాకర్షణ ఎల్లప్పుడూ మరియు ప్రతిచోటా వ్యక్తమవుతుంది. నకిలీ-శాస్త్రీయ వృత్తాలలో తరచుగా కనిపించే “సున్నా గురుత్వాకర్షణ” అనే పదం చాలా తప్పు అని మీరు అర్థం చేసుకోవాలి: అంతరిక్షంలో బరువులేనిది కూడా ఒక వ్యక్తి లేదా అంతరిక్ష నౌక కొన్ని భారీ వస్తువు యొక్క గురుత్వాకర్షణ ద్వారా ప్రభావితం కాదని అర్థం కాదు.

అదనంగా, అన్ని భౌతిక వస్తువులు ఒక నిర్దిష్ట ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి, వాటికి వర్తించే శక్తి రూపంలో మరియు ఈ ప్రభావం కారణంగా పొందిన త్వరణం రూపంలో వ్యక్తీకరించబడుతుంది.

అందువలన, గురుత్వాకర్షణ శక్తులు వస్తువుల ద్రవ్యరాశికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటాయి. పరిశీలనలో ఉన్న రెండు శరీరాల ద్రవ్యరాశి యొక్క ఉత్పత్తిని పొందడం ద్వారా వాటిని సంఖ్యాపరంగా వ్యక్తీకరించవచ్చు. ఈ శక్తి వస్తువుల మధ్య దూరం యొక్క వర్గానికి విలోమ సంబంధాన్ని ఖచ్చితంగా పాటిస్తుంది. అన్ని ఇతర పరస్పర చర్యలు రెండు శరీరాల మధ్య దూరాలపై పూర్తిగా భిన్నంగా ఆధారపడి ఉంటాయి.

సిద్ధాంతానికి మూలస్తంభంగా ద్రవ్యరాశి

వస్తువుల ద్రవ్యరాశి అనేది ఐన్‌స్టీన్ యొక్క మొత్తం ఆధునిక గురుత్వాకర్షణ మరియు సాపేక్షత సిద్ధాంతం చుట్టూ నిర్మించబడిన వివాదాస్పద అంశంగా మారింది. మీరు రెండవదాన్ని గుర్తుంచుకుంటే, ఏదైనా భౌతిక భౌతిక శరీరానికి ద్రవ్యరాశి తప్పనిసరి లక్షణం అని మీకు బహుశా తెలుసు. ఒక వస్తువు దాని మూలంతో సంబంధం లేకుండా దానికి బలాన్ని ప్రయోగిస్తే ఎలా ప్రవర్తిస్తుందో ఇది చూపిస్తుంది.

అన్ని శరీరాలు (న్యూటన్ ప్రకారం) బాహ్య శక్తికి గురైనప్పుడు వేగవంతం అవుతాయి కాబట్టి, ఈ త్వరణం ఎంత పెద్దదిగా ఉంటుందో నిర్ణయించేది ద్రవ్యరాశి. మరింత అర్థమయ్యే ఉదాహరణను చూద్దాం. ఒక స్కూటర్ మరియు బస్సును ఊహించుకోండి: మీరు వాటికి సరిగ్గా అదే శక్తిని వర్తింపజేస్తే, అవి వేర్వేరు సమయాల్లో వేర్వేరు వేగాలను చేరుకుంటాయి. గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతం ఇవన్నీ వివరిస్తుంది.

ద్రవ్యరాశి మరియు గురుత్వాకర్షణ మధ్య సంబంధం ఏమిటి?

మేము గురుత్వాకర్షణ గురించి మాట్లాడినట్లయితే, ఈ దృగ్విషయంలో ద్రవ్యరాశి ఒక వస్తువు యొక్క శక్తి మరియు త్వరణానికి సంబంధించి అది పోషించే పాత్రకు పూర్తిగా వ్యతిరేక పాత్రను పోషిస్తుంది. ఆకర్షణకు ప్రధాన మూలం ఆమె. మీరు రెండు శరీరాలను తీసుకొని, మొదటి రెండు నుండి సమాన దూరంలో ఉన్న మూడవ వస్తువును ఆకర్షించే శక్తిని చూస్తే, అన్ని శక్తుల నిష్పత్తి మొదటి రెండు వస్తువుల ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తికి సమానంగా ఉంటుంది. అందువలన, గురుత్వాకర్షణ శక్తి శరీర ద్రవ్యరాశికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

మనం న్యూటన్ యొక్క మూడవ నియమాన్ని పరిశీలిస్తే, అది సరిగ్గా అదే విషయాన్ని చెబుతుందని మనం చూడవచ్చు. ఆకర్షణ యొక్క మూలం నుండి సమాన దూరంలో ఉన్న రెండు శరీరాలపై పనిచేసే గురుత్వాకర్షణ శక్తి నేరుగా ఈ వస్తువుల ద్రవ్యరాశిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. రోజువారీ జీవితంలో, ఒక శరీరం దాని బరువుగా గ్రహం యొక్క ఉపరితలంపై ఆకర్షింపబడే శక్తి గురించి మాట్లాడుతాము.

కొన్ని ఫలితాలను సంగ్రహిద్దాం. కాబట్టి, ద్రవ్యరాశి త్వరణంతో దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. అదే సమయంలో, శరీరంపై గురుత్వాకర్షణ పని చేసే శక్తిని ఆమె నిర్ణయిస్తుంది.

గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రంలో శరీరాల త్వరణం యొక్క లక్షణాలు

ఈ అద్భుతమైన ద్వంద్వత్వం అదే గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రంలో పూర్తిగా భిన్నమైన వస్తువుల త్వరణం సమానంగా ఉండటానికి కారణం. మనకు రెండు శరీరాలు ఉన్నాయని అనుకుందాం. వాటిలో ఒకదానికి ద్రవ్యరాశి z మరియు మరొకదానికి ద్రవ్యరాశి Zని కేటాయించండి, అక్కడ అవి స్వేచ్ఛగా పడిపోతాయి.

ఆకర్షణీయ శక్తుల నిష్పత్తి ఎలా నిర్ణయించబడుతుంది? ఇది సరళమైన గణిత సూత్రం ద్వారా చూపబడుతుంది - z/Z. కానీ గురుత్వాకర్షణ శక్తి ఫలితంగా వారు పొందే త్వరణం ఖచ్చితంగా ఒకే విధంగా ఉంటుంది. సరళంగా చెప్పాలంటే, గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రంలో శరీరం కలిగి ఉన్న త్వరణం దాని లక్షణాలపై ఏ విధంగానూ ఆధారపడి ఉండదు.

వివరించిన సందర్భంలో త్వరణం దేనిపై ఆధారపడి ఉంటుంది?

ఇది ఈ క్షేత్రాన్ని సృష్టించే వస్తువుల ద్రవ్యరాశిపై, అలాగే వాటి ప్రాదేశిక స్థానంపై మాత్రమే (!) ఆధారపడి ఉంటుంది. గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రంలో ద్రవ్యరాశి మరియు సమాన త్వరణం యొక్క ద్వంద్వ పాత్ర సాపేక్షంగా చాలా కాలంగా కనుగొనబడింది. ఈ దృగ్విషయాలకు ఈ క్రింది పేరు వచ్చింది: "సమానత్వం యొక్క సూత్రం." ఈ పదం త్వరణం మరియు జడత్వం తరచుగా సమానం (కొంతవరకు, వాస్తవానికి) అని మరోసారి నొక్కి చెబుతుంది.

G విలువ యొక్క ప్రాముఖ్యత గురించి

పాఠశాల భౌతిక కోర్సు నుండి, మన గ్రహం (భూమి యొక్క గురుత్వాకర్షణ) ఉపరితలంపై గురుత్వాకర్షణ త్వరణం 10 m/sec.² (9.8, వాస్తవానికి, కానీ ఈ విలువ గణనల సరళత కోసం ఉపయోగించబడుతుంది) అని మేము గుర్తుంచుకుంటాము. అందువల్ల, మీరు గాలి నిరోధకతను పరిగణనలోకి తీసుకోకపోతే (తక్కువ పతనం దూరంతో గణనీయమైన ఎత్తులో), శరీరం 10 మీ / సెకను త్వరణం పెంపును పొందినప్పుడు మీరు ప్రభావాన్ని పొందుతారు. ప్రతి సెకను. కాబట్టి, ఇంటి రెండవ అంతస్తు నుండి పడిపోయిన పుస్తకం దాని ఫ్లైట్ ముగిసే సమయానికి 30-40 మీ/సెకను వేగంతో కదులుతుంది. సరళంగా చెప్పాలంటే, 10 m/s అనేది భూమి లోపల గురుత్వాకర్షణ యొక్క "వేగం".

భౌతిక సాహిత్యంలో గురుత్వాకర్షణ త్వరణం అక్షరం "g" ద్వారా సూచించబడుతుంది. భూమి యొక్క ఆకారం గోళం కంటే టాన్జేరిన్‌ను కొంతవరకు గుర్తుచేస్తుంది కాబట్టి, ఈ పరిమాణం యొక్క విలువ దాని అన్ని ప్రాంతాలలో ఒకేలా ఉండదు. కాబట్టి, ధ్రువాల వద్ద త్వరణం ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఎత్తైన పర్వతాల పైభాగంలో అది తక్కువగా ఉంటుంది.

మైనింగ్ పరిశ్రమలో కూడా, గురుత్వాకర్షణ ఒక ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. ఈ దృగ్విషయం యొక్క భౌతిక శాస్త్రం కొన్నిసార్లు చాలా సమయాన్ని ఆదా చేస్తుంది. అందువల్ల, భూగర్భ శాస్త్రవేత్తలు g యొక్క ఖచ్చితమైన ఖచ్చితమైన నిర్ణయంపై ప్రత్యేకించి ఆసక్తిని కలిగి ఉన్నారు, ఎందుకంటే ఇది అసాధారణమైన ఖచ్చితత్వంతో ఖనిజ నిక్షేపాలను అన్వేషించడానికి మరియు గుర్తించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. మార్గం ద్వారా, గురుత్వాకర్షణ సూత్రం ఎలా ఉంటుంది, దీనిలో మనం పరిగణించిన పరిమాణం ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది? ఇదిగో ఇది:

శ్రద్ధ వహించండి! ఈ సందర్భంలో, గురుత్వాకర్షణ సూత్రం అంటే G అంటే “గురుత్వాకర్షణ స్థిరాంకం”, దీని అర్థం మనం ఇప్పటికే పైన ఇచ్చాము.

ఒకానొక సమయంలో, న్యూటన్ పై సూత్రాలను రూపొందించాడు. అతను ఐక్యత మరియు సార్వత్రికత రెండింటినీ సంపూర్ణంగా అర్థం చేసుకున్నాడు, కానీ అతను ఈ దృగ్విషయం యొక్క అన్ని అంశాలను వివరించలేకపోయాడు. ఈ గౌరవం ఆల్బర్ట్ ఐన్‌స్టీన్‌కు దక్కింది, అతను సమానత్వ సూత్రాన్ని కూడా వివరించగలిగాడు. స్పేస్-టైమ్ కంటిన్యూమ్ యొక్క స్వభావం యొక్క ఆధునిక అవగాహనకు మానవత్వం అతనికి రుణపడి ఉంది.

సాపేక్ష సిద్ధాంతం, ఆల్బర్ట్ ఐన్‌స్టీన్ రచనలు

ఐజాక్ న్యూటన్ కాలంలో, రిఫరెన్స్ పాయింట్లను కొన్ని రకాల దృఢమైన "రాడ్లు" రూపంలో సూచించవచ్చని నమ్ముతారు, దీని సహాయంతో ప్రాదేశిక సమన్వయ వ్యవస్థలో శరీరం యొక్క స్థానం స్థాపించబడింది. అదే సమయంలో, ఈ కోఆర్డినేట్‌లను గుర్తించే పరిశీలకులందరూ ఒకే సమయ స్థలంలో ఉంటారని భావించబడింది. ఆ సంవత్సరాల్లో, ఈ నిబంధన చాలా స్పష్టంగా పరిగణించబడింది, దానిని సవాలు చేయడానికి లేదా భర్తీ చేయడానికి ఎటువంటి ప్రయత్నాలు చేయలేదు. మరియు ఇది అర్థం చేసుకోదగినది, ఎందుకంటే మన గ్రహం యొక్క సరిహద్దుల్లో ఈ నియమంలో ఎటువంటి వ్యత్యాసాలు లేవు.

ఐన్స్టీన్ ఒక ఊహాత్మక గడియారం కాంతి వేగం కంటే చాలా నెమ్మదిగా కదులుతున్నట్లయితే కొలత యొక్క ఖచ్చితత్వం నిజంగా ముఖ్యమైనదని నిరూపించాడు. సరళంగా చెప్పాలంటే, ఒక పరిశీలకుడు, కాంతి వేగం కంటే నెమ్మదిగా కదులుతూ, రెండు సంఘటనలను అనుసరిస్తే, అవి అతనికి ఒకే సమయంలో జరుగుతాయి. దీని ప్రకారం, రెండవ పరిశీలకుడికి? వీరి వేగం ఒకేలా లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఉంటే, సంఘటనలు వేర్వేరు సమయాల్లో సంభవించవచ్చు.

కానీ గురుత్వాకర్షణ సాపేక్షత సిద్ధాంతానికి ఎలా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది? ఈ ప్రశ్నను వివరంగా చూద్దాం.

సాపేక్షత సిద్ధాంతం మరియు గురుత్వాకర్షణ శక్తుల మధ్య సంబంధం

ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, సబ్‌టామిక్ కణాల రంగంలో భారీ సంఖ్యలో ఆవిష్కరణలు జరిగాయి. మన ప్రపంచం ఛిన్నాభిన్నం చేయలేని అంతిమ కణాన్ని మనం కనుగొనబోతున్నాం అనే నమ్మకం బలంగా పెరుగుతోంది. మన విశ్వంలోని అతిచిన్న “బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లు” గత శతాబ్దంలో లేదా అంతకుముందు కూడా కనుగొనబడిన ప్రాథమిక శక్తులచే ఎలా ప్రభావితమయ్యాయో తెలుసుకోవడం మరింత పట్టుదలతో ఉంటుంది. గురుత్వాకర్షణ యొక్క స్వభావాన్ని ఇంకా వివరించకపోవడం చాలా నిరాశపరిచింది.

అందుకే, పరిశీలనలో ఉన్న ప్రాంతంలో న్యూటన్ యొక్క క్లాసికల్ మెకానిక్స్ యొక్క "అసమర్థతను" స్థాపించిన ఐన్స్టీన్ తర్వాత, పరిశోధకులు గతంలో పొందిన డేటా యొక్క పూర్తి పునరాలోచనపై దృష్టి పెట్టారు. గురుత్వాకర్షణ కూడా ఒక పెద్ద పునర్విమర్శకు గురైంది. సబ్‌టామిక్ పార్టికల్ స్థాయిలో ఇది ఏమిటి? ఈ అద్భుతమైన బహుమితీయ ప్రపంచంలో దీనికి ఏదైనా ప్రాముఖ్యత ఉందా?

సాధారణ పరిష్కారం?

మొదట, న్యూటన్ గురుత్వాకర్షణ మరియు సాపేక్షత సిద్ధాంతం మధ్య వ్యత్యాసాన్ని ఎలక్ట్రోడైనమిక్స్ ఫీల్డ్ నుండి సారూప్యాలను గీయడం ద్వారా చాలా సరళంగా వివరించవచ్చని చాలామంది భావించారు. గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రం అయస్కాంత క్షేత్రం వలె ప్రచారం చేస్తుందని భావించవచ్చు, ఆ తర్వాత పాత మరియు కొత్త సిద్ధాంతాల మధ్య అనేక అసమానతలను వివరిస్తూ ఖగోళ వస్తువుల పరస్పర చర్యలలో "మధ్యవర్తి"గా ప్రకటించవచ్చు. వాస్తవం ఏమిటంటే, ప్రశ్నలోని శక్తుల ప్రచారం యొక్క సాపేక్ష వేగం కాంతి వేగం కంటే గణనీయంగా తక్కువగా ఉంటుంది. కాబట్టి గురుత్వాకర్షణ మరియు సమయం ఎలా సంబంధం కలిగి ఉంటాయి?

సూత్రప్రాయంగా, ఐన్‌స్టీన్ స్వయంగా అలాంటి అభిప్రాయాల ఆధారంగా సాపేక్ష సిద్ధాంతాన్ని నిర్మించడంలో దాదాపు విజయం సాధించాడు, అయితే ఒక పరిస్థితి మాత్రమే అతని ఉద్దేశాన్ని అడ్డుకుంది. గురుత్వాకర్షణ "వేగాన్ని" గుర్తించడంలో సహాయపడే ఏ విధమైన సమాచారం ఆ కాలపు శాస్త్రవేత్తలలో ఎవరికీ లేదు. కానీ భారీ జనాల కదలికలకు సంబంధించి చాలా సమాచారం ఉంది. తెలిసినట్లుగా, అవి శక్తివంతమైన గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రాల ఆవిర్భావానికి సాధారణంగా ఆమోదించబడిన మూలం.

అధిక వేగం శరీరాల ద్రవ్యరాశిని బాగా ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు ఇది వేగం మరియు ఛార్జ్ యొక్క పరస్పర చర్యతో సమానంగా ఉండదు. ఎక్కువ వేగం, ఎక్కువ శరీర ద్రవ్యరాశి. సమస్య ఏమిటంటే, కాంతి వేగంతో లేదా వేగంగా కదులుతున్నట్లయితే చివరి విలువ స్వయంచాలకంగా అనంతంగా మారుతుంది. అందువల్ల, ఐన్‌స్టీన్ గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రం లేదని నిర్ధారించారు, కానీ టెన్సర్ ఫీల్డ్, ఇంకా అనేక వేరియబుల్స్ ఉపయోగించాలి.

అతని అనుచరులు గురుత్వాకర్షణ మరియు సమయం ఆచరణాత్మకంగా సంబంధం లేని నిర్ధారణకు వచ్చారు. వాస్తవం ఏమిటంటే, ఈ టెన్సర్ ఫీల్డ్ స్పేస్‌పై పనిచేయగలదు, కానీ సమయాన్ని ప్రభావితం చేయదు. అయితే, తెలివైన ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రవేత్త స్టీఫెన్ హాకింగ్ భిన్నమైన అభిప్రాయాన్ని కలిగి ఉన్నారు. కానీ అది పూర్తిగా భిన్నమైన కథ…

గురుత్వాకర్షణ అనేది విశ్వంలో అత్యంత రహస్యమైన శక్తి. శాస్త్రవేత్తలకు దాని స్వభావం పూర్తిగా తెలియదు. సౌర వ్యవస్థ యొక్క గ్రహాలను కక్ష్యలో ఉంచేది ఆమె. ఇది రెండు వస్తువుల మధ్య ఏర్పడే శక్తి మరియు ద్రవ్యరాశి మరియు దూరం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది.

గురుత్వాకర్షణ శక్తి లేదా ఆకర్షణ శక్తి అంటారు. దాని సహాయంతో, ఒక గ్రహం లేదా ఇతర శరీరం వస్తువులను దాని కేంద్రం వైపుకు లాగుతుంది. గురుత్వాకర్షణ గ్రహాలను సూర్యుని చుట్టూ కక్ష్యలో ఉంచుతుంది.

గురుత్వాకర్షణ ఇంకా ఏమి చేస్తుంది?

మీరు అంతరిక్షంలోకి తేలడం కంటే పైకి దూకినప్పుడు నేలపై ఎందుకు దిగుతారు? మీరు వాటిని విసిరినప్పుడు వస్తువులు ఎందుకు పడిపోతాయి? సమాధానం ఏమిటంటే గురుత్వాకర్షణ యొక్క అదృశ్య శక్తి, ఇది వస్తువులను ఒకదానికొకటి లాగుతుంది. భూమి యొక్క గురుత్వాకర్షణ అనేది మిమ్మల్ని స్థిరంగా ఉంచుతుంది మరియు విషయాలు పడిపోయేలా చేస్తుంది.

ద్రవ్యరాశి ఉన్న ప్రతిదానికీ గురుత్వాకర్షణ ఉంటుంది. గురుత్వాకర్షణ శక్తి రెండు కారకాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది: వస్తువుల ద్రవ్యరాశి మరియు వాటి మధ్య దూరం. మీరు ఒక రాయి మరియు ఈకను ఎంచుకొని వాటిని ఒకే ఎత్తు నుండి విడుదల చేస్తే, రెండు వస్తువులు నేలమీద పడిపోతాయి. బరువైన రాయి ఈక కంటే వేగంగా పడిపోతుంది. ఈక తేలికగా ఉన్నందున ఇప్పటికీ గాలిలో వేలాడుతూ ఉంటుంది. ఎక్కువ ద్రవ్యరాశి ఉన్న వస్తువులు బలమైన గురుత్వాకర్షణ శక్తిని కలిగి ఉంటాయి, ఇది దూరంతో బలహీనంగా మారుతుంది: వస్తువులు ఒకదానికొకటి దగ్గరగా ఉంటాయి, వాటి గురుత్వాకర్షణ శక్తి అంత బలంగా ఉంటుంది.

భూమిపై మరియు విశ్వంలో గురుత్వాకర్షణ

విమానం ఎగురుతున్న సమయంలో, దానిలోని వ్యక్తులు స్థలంలో ఉంటారు మరియు నేలపై ఉన్నట్లుగా కదలగలరు. విమాన మార్గం కారణంగా ఇది జరుగుతుంది. ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన విమానాలు ఉన్నాయి, వీటిలో నిర్దిష్ట ఎత్తులో గురుత్వాకర్షణ ఉండదు, ఫలితంగా బరువులేనిది. విమానం ఒక ప్రత్యేక యుక్తిని నిర్వహిస్తుంది, వస్తువుల ద్రవ్యరాశి మారుతుంది మరియు అవి కొద్దిసేపు గాలిలోకి పెరుగుతాయి. కొన్ని సెకన్ల తర్వాత, గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రం పునరుద్ధరించబడుతుంది.

అంతరిక్షంలోని గురుత్వాకర్షణ శక్తిని పరిశీలిస్తే, భూగోళం చాలా గ్రహాల కంటే ఎక్కువగా ఉంది. గ్రహాలపైకి దిగేటప్పుడు వ్యోమగాముల కదలికను చూడండి. మనం నేలపై ప్రశాంతంగా నడిస్తే, వ్యోమగాములు గాలిలో తేలియాడుతున్నట్లు అనిపిస్తుంది, కానీ అంతరిక్షంలోకి ఎగరడం లేదు. దీని అర్థం ఈ గ్రహం కూడా గురుత్వాకర్షణ శక్తిని కలిగి ఉంది, ఇది భూమి గ్రహం కంటే కొంచెం భిన్నంగా ఉంటుంది.

సూర్యుని గురుత్వాకర్షణ శక్తి చాలా బలంగా ఉంది, అది తొమ్మిది గ్రహాలు, అనేక ఉపగ్రహాలు, గ్రహశకలాలు మరియు గ్రహాలను కలిగి ఉంది.

విశ్వం అభివృద్ధిలో గురుత్వాకర్షణ కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. గురుత్వాకర్షణ లేనప్పుడు, నక్షత్రాలు, గ్రహాలు, గ్రహశకలాలు, బ్లాక్ హోల్స్ లేదా గెలాక్సీలు ఉండవు. ఆసక్తికరంగా, బ్లాక్ హోల్స్ నిజానికి కనిపించవు. శాస్త్రవేత్తలు ఒక నిర్దిష్ట ప్రాంతంలోని గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రం యొక్క బలం ద్వారా కాల రంధ్రం యొక్క సంకేతాలను నిర్ణయిస్తారు. ఇది బలమైన కంపనంతో చాలా బలంగా ఉంటే, ఇది బ్లాక్ హోల్ ఉనికిని సూచిస్తుంది.

అపోహ 1. అంతరిక్షంలో గురుత్వాకర్షణ లేదు

వ్యోమగాముల గురించిన డాక్యుమెంటరీలను చూస్తుంటే, అవి గ్రహాల ఉపరితలంపై తేలియాడుతున్నట్లు అనిపిస్తుంది. ఇతర గ్రహాలపై గురుత్వాకర్షణ శక్తి భూమి కంటే తక్కువగా ఉంటుంది కాబట్టి ఇది జరుగుతుంది, కాబట్టి వ్యోమగాములు గాలిలో తేలియాడుతున్నట్లుగా నడుస్తారు.

అపోహ 2. కాల రంధ్రాన్ని సమీపించే అన్ని శరీరాలు విడిపోతాయి

బ్లాక్ హోల్స్ శక్తివంతమైనవి మరియు శక్తివంతమైన గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఒక వస్తువు బ్లాక్ హోల్‌కి ఎంత దగ్గరగా ఉంటే, టైడల్ శక్తులు మరియు గురుత్వాకర్షణ శక్తి అంత బలంగా మారతాయి. సంఘటనల తదుపరి అభివృద్ధి వస్తువు యొక్క ద్రవ్యరాశి, కాల రంధ్రం యొక్క పరిమాణం మరియు వాటి మధ్య దూరంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కాల రంధ్రం దాని పరిమాణానికి సరిగ్గా వ్యతిరేక ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటుంది. ఆసక్తికరంగా, పెద్ద రంధ్రం, బలహీనమైన టైడల్ దళాలు మరియు వైస్ వెర్సా. అందువలన, బ్లాక్ హోల్ ఫీల్డ్‌లోకి ప్రవేశించినప్పుడు అన్ని వస్తువులు చిరిగిపోవు.

అపోహ 3. కృత్రిమ ఉపగ్రహాలు ఎప్పటికీ భూమి చుట్టూ తిరుగుతాయి

సైద్ధాంతికంగా, ద్వితీయ కారకాల ప్రభావం కోసం కాకపోతే ఒకరు అలా చెప్పవచ్చు. కక్ష్యపై చాలా ఆధారపడి ఉంటుంది. తక్కువ కక్ష్యలో, వాతావరణ బ్రేకింగ్ కారణంగా ఉపగ్రహం ఎప్పటికీ ఎగరదు; అధిక కక్ష్యలలో అది చాలా కాలం పాటు మారదు, కానీ ఇక్కడ ఇతర వస్తువుల గురుత్వాకర్షణ శక్తులు అమల్లోకి వస్తాయి.

అన్ని గ్రహాలలో భూమి మాత్రమే ఉనికిలో ఉన్నట్లయితే, ఉపగ్రహం దాని వైపుకు ఆకర్షించబడుతుంది మరియు ఆచరణాత్మకంగా దాని పథాన్ని మార్చదు. కానీ ఎత్తైన కక్ష్యలలో వస్తువు చుట్టూ పెద్ద మరియు చిన్న అనేక గ్రహాలు ఉంటాయి, ప్రతి దాని స్వంత గురుత్వాకర్షణ శక్తి.

ఈ సందర్భంలో, ఉపగ్రహం క్రమంగా దాని కక్ష్య నుండి దూరంగా మరియు అస్తవ్యస్తంగా కదులుతుంది. మరియు, కొంత సమయం తరువాత, అది సమీప ఉపరితలంపై క్రాష్ చేయబడి ఉండవచ్చు లేదా మరొక కక్ష్యలోకి వెళ్లవచ్చు.

కొన్ని వాస్తవాలు

1. భూమి యొక్క కొన్ని భాగాలలో, గురుత్వాకర్షణ శక్తి మొత్తం గ్రహం కంటే బలహీనంగా ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, కెనడాలో, హడ్సన్ బే ప్రాంతంలో, గురుత్వాకర్షణ శక్తి తక్కువగా ఉంటుంది.
2. వ్యోమగాములు అంతరిక్షం నుండి మన గ్రహానికి తిరిగి వచ్చినప్పుడు, చాలా ప్రారంభంలో వారు భూగోళం యొక్క గురుత్వాకర్షణ శక్తికి అనుగుణంగా కష్టపడతారు. కొన్నిసార్లు ఇది చాలా నెలలు పడుతుంది.
3. అంతరిక్ష వస్తువులలో బ్లాక్ హోల్స్ అత్యంత శక్తివంతమైన గురుత్వాకర్షణ శక్తిని కలిగి ఉంటాయి. ఒక బంతి పరిమాణంలో ఉన్న ఒక బ్లాక్ హోల్ ఏ గ్రహం కంటే ఎక్కువ శక్తిని కలిగి ఉంటుంది.

గురుత్వాకర్షణ శక్తి యొక్క నిరంతర అధ్యయనం ఉన్నప్పటికీ, గురుత్వాకర్షణ పరిష్కరించబడలేదు. దీని అర్థం శాస్త్రీయ జ్ఞానం పరిమితంగా ఉంటుంది మరియు మానవత్వం నేర్చుకోవలసిన కొత్త విషయాలు చాలా ఉన్నాయి.

అంతరిక్షంపై ఆసక్తి లేని వ్యక్తి కూడా కనీసం ఒక్కసారైనా అంతరిక్షయానం గురించిన సినిమా చూశాడు లేదా అలాంటి వాటి గురించి పుస్తకాలలో చదివాడు. దాదాపు అలాంటి అన్ని పనులలో, ప్రజలు ఓడ చుట్టూ తిరుగుతారు, సాధారణంగా నిద్రపోతారు మరియు తినడం సమస్యలు లేవు. అంటే ఈ - కల్పిత - నౌకలకు కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ ఉంటుంది. చాలా మంది వీక్షకులు దీనిని పూర్తిగా సహజమైన విషయంగా గ్రహిస్తారు, కానీ ఇది అస్సలు కాదు.

కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ

వివిధ పద్ధతులను ఉపయోగించడం ద్వారా మనకు తెలిసిన గురుత్వాకర్షణను (ఏ దిశలోనైనా) మార్చడానికి ఇది పేరు. మరియు ఇది సైన్స్ ఫిక్షన్ రచనలలో మాత్రమే కాకుండా, చాలా నిజమైన భూసంబంధమైన పరిస్థితులలో కూడా చాలా తరచుగా ప్రయోగాల కోసం చేయబడుతుంది.

సిద్ధాంతంలో, కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణను సృష్టించడం అంత కష్టంగా అనిపించదు. ఉదాహరణకు, ఇది జడత్వం సహాయంతో పునఃసృష్టి చేయవచ్చు, లేదా మరింత ఖచ్చితంగా, ఈ శక్తి అవసరం నిన్న తలెత్తలేదు - ఒక వ్యక్తి సుదీర్ఘ అంతరిక్ష విమానాల గురించి కలలుగన్న వెంటనే ఇది వెంటనే జరిగింది. అంతరిక్షంలో కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణను సృష్టించడం వలన దీర్ఘకాలం బరువులేని కాలంలో తలెత్తే అనేక సమస్యలను నివారించడం సాధ్యపడుతుంది. వ్యోమగాముల కండరాలు బలహీనపడతాయి మరియు ఎముకలు దృఢంగా మారతాయి. ఇలాంటి పరిస్థితుల్లో నెలల తరబడి ప్రయాణించడం వల్ల కొన్ని కండరాల క్షీణత ఏర్పడుతుంది.

ఈ విధంగా, నేడు కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ యొక్క సృష్టి పారామౌంట్ ప్రాముఖ్యత కలిగిన పని, ఈ నైపుణ్యం లేకుండా అది అసాధ్యం.

మెటీరియల్

పాఠశాల పాఠ్యప్రణాళిక స్థాయిలో మాత్రమే భౌతిక శాస్త్రం తెలిసిన వారు కూడా గురుత్వాకర్షణ అనేది మన ప్రపంచంలోని ప్రాథమిక నియమాలలో ఒకటి అని అర్థం చేసుకుంటారు: అన్ని శరీరాలు పరస్పర ఆకర్షణ/వికర్షణను అనుభవిస్తూ ఒకదానితో ఒకటి సంకర్షణ చెందుతాయి. శరీరం ఎంత పెద్దదైతే దాని గురుత్వాకర్షణ శక్తి అంత ఎక్కువ.

మన వాస్తవికత కోసం భూమి చాలా భారీ వస్తువు. అందుకే ఆమె చుట్టూ ఉన్న శరీరాలన్నీ మినహాయింపు లేకుండా ఆమె వైపు ఆకర్షితులవుతాయి.

మాకు, దీని అర్థం, సాధారణంగా g లో కొలుస్తారు, ఇది చదరపు సెకనుకు 9.8 మీటర్లకు సమానం. అంటే మన పాదాల కింద ఎటువంటి సపోర్టు లేకుంటే ప్రతి సెకనుకు 9.8 మీటర్లు పెరిగే వేగంతో మనం పడిపోతాం.

అందువల్ల, గురుత్వాకర్షణకు ధన్యవాదాలు మాత్రమే మనం నిలబడగలుగుతున్నాము, పడిపోతాము, సాధారణంగా తినగలుగుతాము మరియు త్రాగగలుగుతాము, ఎక్కడ పైకి మరియు ఎక్కడ క్రిందికి ఉందో అర్థం చేసుకోవచ్చు. గురుత్వాకర్షణ మాయమైతే, మనం బరువులేని స్థితిలో ఉంటాము.

అంతరిక్షంలో ఎగురుతున్న-స్వేచ్ఛా పతనం-స్వతంత్రంలో తమను తాము కనుగొన్న వ్యోమగాములు ఈ దృగ్విషయం గురించి ప్రత్యేకంగా తెలుసు.

సిద్ధాంతపరంగా, కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణను ఎలా సృష్టించాలో శాస్త్రవేత్తలకు తెలుసు. అనేక పద్ధతులు ఉన్నాయి.

పెద్ద ద్రవ్యరాశి

కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ దానిపై కనిపించేలా పెద్దదిగా చేయడం అత్యంత తార్కిక ఎంపిక. మీరు ఓడలో సుఖంగా ఉండగలుగుతారు, ఎందుకంటే అంతరిక్షంలో విన్యాసాన్ని కోల్పోరు.

దురదృష్టవశాత్తు, ఆధునిక సాంకేతికత అభివృద్ధితో ఈ పద్ధతి అవాస్తవంగా ఉంది. అటువంటి వస్తువును నిర్మించడానికి చాలా వనరులు అవసరం. అదనంగా, దానిని ఎత్తడానికి అద్భుతమైన శక్తి అవసరం.

త్వరణం

మీరు భూమిపై ఉన్న దానికి సమానమైన గ్రాని సాధించాలనుకుంటే, మీరు ఓడకు ఫ్లాట్ (ప్లాట్‌ఫారమ్ లాంటి) ఆకారాన్ని ఇవ్వాలి మరియు అవసరమైన త్వరణంతో విమానానికి లంబంగా కదిలేలా చేయాలి. ఈ విధంగా, కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ మరియు ఆదర్శ గురుత్వాకర్షణ పొందబడుతుంది.

అయితే, వాస్తవానికి ప్రతిదీ చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది.

అన్నింటిలో మొదటిది, ఇంధన సమస్యను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం విలువ. స్టేషన్ నిరంతరం వేగవంతం కావడానికి, నిరంతరాయంగా విద్యుత్ సరఫరాను కలిగి ఉండటం అవసరం. పదార్థాన్ని బయటకు పంపని ఇంజిన్ అకస్మాత్తుగా కనిపించినప్పటికీ, శక్తి పరిరక్షణ చట్టం అమలులో ఉంటుంది.

రెండవ సమస్య స్థిరమైన త్వరణం యొక్క ఆలోచన. మన జ్ఞానం మరియు భౌతిక చట్టాల ప్రకారం, నిరవధికంగా వేగవంతం చేయడం అసాధ్యం.

అదనంగా, అటువంటి వాహనం పరిశోధన కార్యకలాపాలకు తగినది కాదు, ఎందుకంటే ఇది నిరంతరం వేగవంతం చేయాలి - ఫ్లై. అతను గ్రహాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి ఆగలేడు, అతను దాని చుట్టూ నెమ్మదిగా ఎగరలేడు - అతను వేగవంతం చేయాలి.

అందువల్ల, అటువంటి కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ మనకు ఇంకా అందుబాటులో లేదని స్పష్టమవుతుంది.

రంగులరాట్నం

రంగులరాట్నం యొక్క భ్రమణం శరీరాన్ని ఎలా ప్రభావితం చేస్తుందో అందరికీ తెలుసు. అందువల్ల, ఈ సూత్రం ఆధారంగా కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ పరికరం అత్యంత వాస్తవమైనదిగా కనిపిస్తుంది.

రంగులరాట్నం యొక్క వ్యాసంలో ఉన్న ప్రతిదీ భ్రమణ వేగానికి సమానమైన వేగంతో దాని నుండి బయటకు వస్తుంది. తిరిగే వస్తువు యొక్క వ్యాసార్థం వెంట దర్శకత్వం వహించిన శక్తి ద్వారా శరీరాలు పనిచేస్తాయని ఇది మారుతుంది. ఇది గురుత్వాకర్షణకు చాలా పోలి ఉంటుంది.

కాబట్టి, ఒక స్థూపాకార ఆకారంతో ఓడ అవసరం. అదే సమయంలో, అది దాని అక్షం చుట్టూ తిరగాలి. మార్గం ద్వారా, ఈ సూత్రం ప్రకారం సృష్టించబడిన అంతరిక్ష నౌకపై కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ తరచుగా సైన్స్ ఫిక్షన్ చిత్రాలలో ప్రదర్శించబడుతుంది.

బారెల్ ఆకారపు ఓడ, దాని రేఖాంశ అక్షం చుట్టూ తిరుగుతూ, సెంట్రిఫ్యూగల్ శక్తిని సృష్టిస్తుంది, దీని దిశ వస్తువు యొక్క వ్యాసార్థానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. ఫలిత త్వరణాన్ని లెక్కించడానికి, మీరు ద్రవ్యరాశి ద్వారా శక్తిని విభజించాలి.

ఈ సూత్రంలో, గణన యొక్క ఫలితం త్వరణం, మొదటి వేరియబుల్ నోడల్ వేగం (సెకనుకు రేడియన్లలో కొలుస్తారు), రెండవది వ్యాసార్థం.

దీని ప్రకారం, మనకు అలవాటుపడిన g ను పొందేందుకు, అంతరిక్ష రవాణా యొక్క వ్యాసార్థాన్ని సరిగ్గా కలపడం అవసరం.

Intersolah, Babylon 5, 2001: A Space Odyssey మరియు వంటి చిత్రాలలో ఇదే సమస్య హైలైట్ చేయబడింది. ఈ సందర్భాలలో, కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ గురుత్వాకర్షణ కారణంగా భూమి యొక్క త్వరణానికి దగ్గరగా ఉంటుంది.

ఆలోచన ఎంత మంచిదైనా దాన్ని అమలు చేయడం చాలా కష్టం.

రంగులరాట్నం పద్ధతిలో సమస్యలు

ఎ స్పేస్ ఒడిస్సీలో అత్యంత స్పష్టమైన సమస్య హైలైట్ చేయబడింది. "స్పేస్ క్యారియర్" యొక్క వ్యాసార్థం సుమారు 8 మీటర్లు. 9.8 త్వరణం పొందడానికి, భ్రమణ ప్రతి నిమిషం సుమారు 10.5 విప్లవాల వేగంతో జరగాలి.

ఈ విలువలలో, "కోరియోలిస్ ఎఫెక్ట్" కనిపిస్తుంది, ఇది వివిధ శక్తులు నేల నుండి వేర్వేరు దూరంలో పనిచేస్తాయనే వాస్తవాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది నేరుగా కోణీయ వేగంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

అంతరిక్షంలో కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ సృష్టించబడుతుందని తేలింది, అయితే శరీరాన్ని చాలా త్వరగా తిప్పడం లోపలి చెవితో సమస్యలకు దారి తీస్తుంది. ఇది, బ్యాలెన్స్ డిజార్డర్స్, వెస్టిబ్యులర్ ఉపకరణంతో సమస్యలు మరియు ఇతర - ఇలాంటి - ఇబ్బందులకు కారణమవుతుంది.

ఈ అడ్డంకి యొక్క ఆవిర్భావం అటువంటి మోడల్ చాలా విజయవంతం కాదని సూచిస్తుంది.

వారు "ది రింగ్ వరల్డ్" నవలలో చేసినట్లుగా మీరు వ్యతిరేకం నుండి వెళ్ళడానికి ప్రయత్నించవచ్చు. ఇక్కడ ఓడ రింగ్ ఆకారంలో తయారు చేయబడింది, దీని వ్యాసార్థం మన కక్ష్య యొక్క వ్యాసార్థానికి దగ్గరగా ఉంటుంది (సుమారు 150 మిలియన్ కిమీ). ఈ పరిమాణంలో, కోరియోలిస్ ప్రభావాన్ని విస్మరించడానికి దాని భ్రమణ వేగం సరిపోతుంది.

సమస్య పరిష్కరించబడిందని మీరు అనుకోవచ్చు, కానీ ఇది అస్సలు కాదు. వాస్తవం ఏమిటంటే, దాని అక్షం చుట్టూ ఈ నిర్మాణం యొక్క పూర్తి విప్లవం 9 రోజులు పడుతుంది. లోడ్లు చాలా ఎక్కువగా ఉంటాయని ఇది సూచిస్తుంది. నిర్మాణం వాటిని తట్టుకోవటానికి, చాలా బలమైన పదార్థం అవసరం, ఈ రోజు మన వద్ద లేదు. అదనంగా, సమస్య పదార్థం మొత్తం మరియు నిర్మాణ ప్రక్రియ కూడా.

"బాబిలోన్ 5" చిత్రంలో వలె సారూప్య ఇతివృత్తాల ఆటలలో, ఈ సమస్యలు ఏదో ఒకవిధంగా పరిష్కరించబడతాయి: భ్రమణ వేగం చాలా సరిపోతుంది, కోరియోలిస్ ప్రభావం ముఖ్యమైనది కాదు, ఊహాత్మకంగా అలాంటి ఓడను సృష్టించడం సాధ్యమవుతుంది.

అయితే, అటువంటి ప్రపంచాలకు కూడా ఒక లోపం ఉంది. దీని పేరు కోణీయ మొమెంటం.

ఓడ, దాని అక్షం చుట్టూ తిరుగుతూ, భారీ గైరోస్కోప్‌గా మారుతుంది. మీకు తెలిసినట్లుగా, గైరోస్కోప్ దాని అక్షం నుండి వైదొలగడానికి బలవంతం చేయడం చాలా కష్టం, ఎందుకంటే దాని పరిమాణం వ్యవస్థను విడిచిపెట్టదు. అంటే ఈ వస్తువుకు దిశానిర్దేశం చేయడం చాలా కష్టం. అయితే, ఈ సమస్యను పరిష్కరించవచ్చు.

సమస్యను పరిష్కరించడం

ఓ'నీల్ సిలిండర్ సహాయానికి వచ్చినప్పుడు అంతరిక్ష కేంద్రంలో కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ అందుబాటులోకి వస్తుంది. ఈ డిజైన్‌ను రూపొందించడానికి, ఒకేలాంటి స్థూపాకార నౌకలు అవసరమవుతాయి, ఇవి అక్షం వెంట అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. వారు వేర్వేరు దిశల్లో తిప్పాలి. అటువంటి అసెంబ్లీ ఫలితం సున్నా కోణీయ మొమెంటం, కాబట్టి ఓడకు అవసరమైన దిశను ఇవ్వడంలో ఇబ్బంది ఉండకూడదు.

సుమారు 500 మీటర్ల వ్యాసార్థంతో ఓడను తయారు చేయడం సాధ్యమైతే, అది సరిగ్గా పని చేస్తుంది. అదే సమయంలో, అంతరిక్షంలో కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ చాలా సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది మరియు ఓడలు లేదా పరిశోధనా కేంద్రాలలో సుదీర్ఘ విమానాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.

స్పేస్ ఇంజనీర్లు

గేమ్ సృష్టికర్తలు కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ ఎలా సృష్టించాలో తెలుసు. అయితే, ఈ ఫాంటసీ ప్రపంచంలో, గురుత్వాకర్షణ అనేది శరీరాల యొక్క పరస్పర ఆకర్షణ కాదు, కానీ ఇచ్చిన దిశలో వస్తువులను వేగవంతం చేయడానికి రూపొందించిన సరళ శక్తి. ఇక్కడ ఆకర్షణ సంపూర్ణమైనది కాదు; మూలాన్ని దారి మళ్లించినప్పుడు అది మారుతుంది.

ప్రత్యేక జనరేటర్ ఉపయోగించి అంతరిక్ష కేంద్రంలో కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ సృష్టించబడుతుంది. ఇది జనరేటర్ పరిధిలో ఏకరీతి మరియు ఈక్విడైరెక్షనల్. కాబట్టి, వాస్తవ ప్రపంచంలో, మీరు ఒక జనరేటర్‌ను అమర్చిన ఓడ కిందకు వస్తే, మీరు పొట్టు వైపుకు లాగబడతారు. అయితే, గేమ్‌లో హీరో పరికరం చుట్టుకొలతను విడిచిపెట్టే వరకు పడిపోతాడు.

నేడు, అటువంటి పరికరం ద్వారా సృష్టించబడిన అంతరిక్షంలో కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ మానవాళికి అందుబాటులో లేదు. అయినప్పటికీ, బూడిద-బొచ్చు డెవలపర్లు కూడా దాని గురించి కలలు కనడం ఆపలేరు.

గోళాకార జనరేటర్

ఇది మరింత వాస్తవిక పరికరాల ఎంపిక. వ్యవస్థాపించబడినప్పుడు, గురుత్వాకర్షణ జనరేటర్ వైపు మళ్ళించబడుతుంది. ఇది ఒక స్టేషన్‌ను సృష్టించడం సాధ్యపడుతుంది, దీని గురుత్వాకర్షణ గ్రహానికి సమానంగా ఉంటుంది.

సెంట్రిఫ్యూజ్

నేడు, భూమిపై కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ వివిధ పరికరాలలో కనుగొనబడింది. అవి చాలా వరకు, జడత్వంపై ఆధారపడి ఉంటాయి, ఎందుకంటే ఈ శక్తి గురుత్వాకర్షణ ప్రభావానికి సమానమైన రీతిలో మనకు అనుభూతి చెందుతుంది - త్వరణానికి కారణమయ్యే కారణాలను శరీరం గుర్తించదు. ఉదాహరణగా: ఎలివేటర్‌లో పైకి వెళ్లే వ్యక్తి జడత్వం యొక్క ప్రభావాన్ని అనుభవిస్తాడు. భౌతిక శాస్త్రవేత్త దృష్టిలో: ఎలివేటర్ యొక్క పెరుగుదల క్యాబిన్ యొక్క త్వరణాన్ని ఉచిత పతనం యొక్క త్వరణానికి జోడిస్తుంది. క్యాబిన్ కొలిచిన కదలికకు తిరిగి వచ్చినప్పుడు, బరువులో "లాభం" అదృశ్యమవుతుంది, సాధారణ అనుభూతులను తిరిగి ఇస్తుంది.

శాస్త్రవేత్తలు చాలా కాలంగా కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణపై ఆసక్తి కలిగి ఉన్నారు. ఈ ప్రయోజనాల కోసం సెంట్రిఫ్యూజ్ చాలా తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ పద్ధతి అంతరిక్ష నౌకకు మాత్రమే కాకుండా, మానవ శరీరంపై గురుత్వాకర్షణ ప్రభావాలను అధ్యయనం చేయడానికి అవసరమైన గ్రౌండ్ స్టేషన్లకు కూడా సరిపోతుంది.

భూమిపై అధ్యయనం చేయండి, దీనిలో దరఖాస్తు చేసుకోండి...

గురుత్వాకర్షణ అధ్యయనం అంతరిక్షంలో ప్రారంభమైనప్పటికీ, ఇది చాలా భూగోళ శాస్త్రం. నేటికీ, ఈ ప్రాంతంలో పురోగతులు వారి దరఖాస్తును కనుగొన్నాయి, ఉదాహరణకు, వైద్యంలో. ఒక గ్రహంపై కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణను సృష్టించడం సాధ్యమేనా అని తెలుసుకోవడం, ఇది కండరాల కణజాల వ్యవస్థ లేదా నాడీ వ్యవస్థతో సమస్యలకు చికిత్స చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. అంతేకాకుండా, ఈ శక్తి యొక్క అధ్యయనం ప్రధానంగా భూమిపై జరుగుతుంది. దీనివల్ల వ్యోమగాములు వైద్యుల దగ్గర ఉంటూనే ప్రయోగాలు చేయడం సాధ్యపడుతుంది. అంతరిక్షంలో కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ మరొక విషయం; ఊహించని పరిస్థితిలో వ్యోమగాములకు సహాయం చేసే వ్యక్తులు ఎవరూ లేరు.

పూర్తి బరువులేనితనాన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని, తక్కువ-భూమి కక్ష్యలో ఉన్న ఉపగ్రహాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోలేరు. ఈ వస్తువులు, స్వల్పంగా ఉన్నప్పటికీ, గురుత్వాకర్షణ ద్వారా ప్రభావితమవుతాయి. అటువంటి సందర్భాలలో ఉత్పన్నమయ్యే గురుత్వాకర్షణ శక్తిని మైక్రోగ్రావిటీ అంటారు. బాహ్య అంతరిక్షంలో స్థిరమైన వేగంతో ప్రయాణించే వాహనంలో మాత్రమే నిజమైన గురుత్వాకర్షణ అనుభూతి చెందుతుంది. అయితే, మానవ శరీరం ఈ వ్యత్యాసాన్ని అనుభవించదు.

మీరు లాంగ్ జంప్ సమయంలో (పందిరి తెరవడానికి ముందు) లేదా విమానం పారాబొలిక్ అవరోహణ సమయంలో బరువులేని అనుభూతిని పొందవచ్చు. ఇటువంటి ప్రయోగాలు తరచుగా USAలో జరుగుతాయి, కానీ విమానంలో ఈ సంచలనం 40 సెకన్లు మాత్రమే ఉంటుంది - ఇది పూర్తి అధ్యయనానికి చాలా చిన్నది.

USSR లో, 1973 లో, కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణను సృష్టించడం సాధ్యమేనా అని వారికి తెలుసు. మరియు వారు దానిని సృష్టించడమే కాకుండా, దానిని ఏదో ఒక విధంగా మార్చారు. గురుత్వాకర్షణలో కృత్రిమ తగ్గింపుకు అద్భుతమైన ఉదాహరణ డ్రై ఇమ్మర్షన్, ఇమ్మర్షన్. కావలసిన ప్రభావాన్ని సాధించడానికి, మీరు నీటి ఉపరితలంపై మందపాటి చలనచిత్రాన్ని ఉంచాలి. వ్యక్తి దాని పైన ఉంచుతారు. శరీరం యొక్క బరువు కింద, శరీరం నీటిలో మునిగిపోతుంది, తల మాత్రమే పైభాగంలో ఉంటుంది. ఈ నమూనా సముద్రాన్ని వర్ణించే మద్దతు లేని, తక్కువ-గురుత్వాకర్షణ వాతావరణాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది.

బరువులేమి యొక్క వ్యతిరేక శక్తిని అనుభవించడానికి అంతరిక్షంలోకి వెళ్లవలసిన అవసరం లేదు - హైపర్గ్రావిటీ. ఒక వ్యోమనౌక టేకాఫ్ మరియు సెంట్రిఫ్యూజ్‌లో దిగినప్పుడు, ఓవర్‌లోడ్ అనుభూతి చెందడమే కాదు, అధ్యయనం కూడా చేయబడుతుంది.

గురుత్వాకర్షణ చికిత్స

గురుత్వాకర్షణ భౌతిక శాస్త్రం మానవ శరీరంపై బరువులేని ప్రభావాలను కూడా అధ్యయనం చేస్తుంది, పరిణామాలను తగ్గించడానికి ప్రయత్నిస్తుంది. అయినప్పటికీ, ఈ శాస్త్రం యొక్క పెద్ద సంఖ్యలో విజయాలు గ్రహం యొక్క సాధారణ నివాసులకు కూడా ఉపయోగపడతాయి.

మయోపతిలో కండరాల ఎంజైమ్‌ల ప్రవర్తనపై పరిశోధనపై వైద్యులు గొప్ప ఆశలు పెట్టుకున్నారు. ఇది ప్రారంభ మరణానికి దారితీసే తీవ్రమైన వ్యాధి.

క్రియాశీల శారీరక వ్యాయామం సమయంలో, ఎంజైమ్ క్రియేటిన్ ఫాస్ఫోకినేస్ యొక్క పెద్ద పరిమాణం ఆరోగ్యకరమైన వ్యక్తి యొక్క రక్తంలోకి ప్రవేశిస్తుంది. ఈ దృగ్విషయానికి కారణం అస్పష్టంగా ఉంది, బహుశా లోడ్ "రంధ్రం" అయ్యే విధంగా కణ త్వచాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. మయోపతి ఉన్న రోగులు వ్యాయామం లేకుండా అదే ప్రభావాన్ని పొందుతారు. వ్యోమగాముల పరిశీలనలు బరువులేని స్థితిలో రక్తంలోకి క్రియాశీల ఎంజైమ్ యొక్క ప్రవాహం గణనీయంగా తగ్గుతుందని చూపిస్తుంది. ఇమ్మర్షన్ ఉపయోగం మయోపతికి దారితీసే కారకాల ప్రతికూల ప్రభావాన్ని తగ్గిస్తుందని ఈ ఆవిష్కరణ సూచిస్తుంది. ప్రస్తుతం జంతువులపై ప్రయోగాలు జరుగుతున్నాయి.

కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణతో సహా గురుత్వాకర్షణ అధ్యయనం నుండి పొందిన డేటాను ఉపయోగించి కొన్ని వ్యాధుల చికిత్స ఇప్పటికే నిర్వహించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, సెరిబ్రల్ పాల్సీ, స్ట్రోక్స్ మరియు పార్కిన్సన్స్ చికిత్స ఒత్తిడి సూట్‌ల వాడకం ద్వారా జరుగుతుంది. సపోర్ట్, న్యూమాటిక్ షూ యొక్క సానుకూల ప్రభావాలపై పరిశోధన దాదాపుగా పూర్తయింది.

మేము అంగారక గ్రహానికి ఎగురుతామా?

వ్యోమగాములు సాధించిన తాజా విజయాలు ప్రాజెక్ట్ యొక్క వాస్తవికతపై ఆశను ఇస్తాయి. భూమికి దూరంగా ఉన్న సమయంలో ఒక వ్యక్తికి వైద్య సహాయం అందించిన అనుభవం ఉంది. మన గురుత్వాకర్షణ శక్తి కంటే 6 రెట్లు తక్కువగా ఉన్న చంద్రునికి పరిశోధన విమానాలు కూడా చాలా ప్రయోజనాలను తెచ్చిపెట్టాయి. ఇప్పుడు వ్యోమగాములు మరియు శాస్త్రవేత్తలు తమను తాము ఒక కొత్త లక్ష్యాన్ని నిర్దేశించుకుంటున్నారు - మార్స్.

రెడ్ ప్లానెట్‌కు టికెట్ కోసం క్యూలో నిలబడే ముందు, పని యొక్క మొదటి దశలో - మార్గంలో ఇప్పటికే శరీరానికి ఏమి వేచి ఉందో మీరు తెలుసుకోవాలి. సగటున, ఎడారి గ్రహానికి రహదారి ఏడాదిన్నర పడుతుంది - సుమారు 500 రోజులు. మార్గంలో మీరు మీ స్వంత బలంపై మాత్రమే ఆధారపడవలసి ఉంటుంది; సహాయం కోసం ఎక్కడా వేచి ఉండదు.

అనేక అంశాలు మీ బలాన్ని బలహీనపరుస్తాయి: ఒత్తిడి, రేడియేషన్, అయస్కాంత క్షేత్రం లేకపోవడం. శరీరానికి అత్యంత ముఖ్యమైన పరీక్ష గురుత్వాకర్షణలో మార్పు. ప్రయాణంలో, ఒక వ్యక్తి అనేక స్థాయిల గురుత్వాకర్షణతో "పరిచయం" అవుతాడు. అన్నింటిలో మొదటిది, ఇవి టేకాఫ్ సమయంలో ఓవర్‌లోడ్‌లు. అప్పుడు - విమాన సమయంలో బరువు లేకపోవడం. దీని తరువాత - అంగారక గ్రహంపై గురుత్వాకర్షణ భూమి యొక్క 40% కంటే తక్కువగా ఉన్నందున, గమ్యం వద్ద హైపోగ్రావిటీ.

సుదీర్ఘ విమానంలో బరువులేని ప్రతికూల ప్రభావాలను మీరు ఎలా ఎదుర్కొంటారు? కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ రంగంలో అభివృద్ధి సమీప భవిష్యత్తులో ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి సహాయపడుతుందని భావిస్తున్నారు. కాస్మోస్ 936లో ప్రయాణించే ఎలుకలపై చేసిన ప్రయోగాలు ఈ సాంకేతికత అన్ని సమస్యలను పరిష్కరించలేదని చూపిస్తుంది.

ప్రతి వ్యోమగామికి వ్యక్తిగతంగా అవసరమైన భారాన్ని నిర్ణయించగల శిక్షణా కాంప్లెక్స్‌ల ఉపయోగం శరీరానికి చాలా ఎక్కువ ప్రయోజనాలను తెస్తుందని OS అనుభవం చూపించింది.

ప్రస్తుతానికి, పరిశోధకులు మాత్రమే అంగారక గ్రహానికి ఎగురుతారని నమ్ముతారు, కానీ రెడ్ ప్లానెట్‌లో కాలనీని స్థాపించాలనుకునే పర్యాటకులు కూడా. వారికి, కనీసం మొదటి సారి, బరువులేని స్థితిలో ఉన్న సంచలనాలు అటువంటి పరిస్థితులలో ఎక్కువ కాలం ఉండడం వల్ల కలిగే ప్రమాదాల గురించి వైద్యుల అన్ని వాదనలను అధిగమిస్తాయి. అయినప్పటికీ, కొన్ని వారాల్లో వారికి సహాయం కూడా అవసరమవుతుంది, అందుకే అంతరిక్ష నౌకలో కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణను సృష్టించే మార్గాన్ని కనుగొనడం చాలా ముఖ్యం.

ఫలితాలు

అంతరిక్షంలో కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణ సృష్టి గురించి ఏ ముగింపులు తీసుకోవచ్చు?

ప్రస్తుతం పరిగణించబడుతున్న అన్ని ఎంపికలలో, భ్రమణ నిర్మాణం అత్యంత వాస్తవికంగా కనిపిస్తుంది. అయితే, భౌతిక చట్టాలపై ప్రస్తుత అవగాహనతో, ఓడ బోలు సిలిండర్ కానందున ఇది అసాధ్యం. ఆలోచనల అమలుకు అంతరాయం కలిగించే లోపల అతివ్యాప్తులు ఉన్నాయి.

అదనంగా, ఓడ యొక్క వ్యాసార్థం చాలా పెద్దదిగా ఉండాలి, కోరియోలిస్ ప్రభావం గణనీయమైన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉండదు.

ఇలాంటి వాటిని నియంత్రించడానికి, మీకు పైన పేర్కొన్న ఓ'నీల్ సిలిండర్ అవసరం, ఇది ఓడను నియంత్రించగల సామర్థ్యాన్ని ఇస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, సిబ్బందికి సౌకర్యవంతమైన స్థాయి గురుత్వాకర్షణను అందించేటప్పుడు ఇంటర్‌ప్లానెటరీ విమానాల కోసం ఇటువంటి డిజైన్‌ను ఉపయోగించే అవకాశాలు పెరుగుతాయి.

మానవత్వం తన కలలను నిజం చేయడంలో విజయం సాధించే ముందు, నేను సైన్స్ ఫిక్షన్ రచనలలో కొంచెం ఎక్కువ వాస్తవికతను మరియు భౌతిక శాస్త్ర నియమాల గురించి మరింత జ్ఞానాన్ని చూడాలనుకుంటున్నాను.

తన జీవితంలో ప్రతి వ్యక్తి ఈ భావనను ఒకటి కంటే ఎక్కువసార్లు చూశాడు, ఎందుకంటే గురుత్వాకర్షణ అనేది ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రానికి మాత్రమే కాకుండా, అనేక ఇతర సంబంధిత శాస్త్రాలకు కూడా ఆధారం.

చాలా మంది శాస్త్రవేత్తలు పురాతన కాలం నుండి శరీరాల ఆకర్షణను అధ్యయనం చేస్తున్నారు, అయితే ప్రధాన ఆవిష్కరణ న్యూటన్‌కు ఆపాదించబడింది మరియు ఒకరి తలపై పడే పండు యొక్క ప్రసిద్ధ కథగా వర్ణించబడింది.

సాధారణ పదాలలో గురుత్వాకర్షణ అంటే ఏమిటి

గురుత్వాకర్షణ అనేది విశ్వంలోని అనేక వస్తువుల మధ్య ఆకర్షణ. దృగ్విషయం యొక్క స్వభావం మారుతూ ఉంటుంది, ఎందుకంటే ఇది ప్రతి దాని ద్రవ్యరాశి మరియు వాటి మధ్య పరిధి, అంటే దూరం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

న్యూటన్ యొక్క సిద్ధాంతం భూమి వైపు గురుత్వాకర్షణ - పడే ఫలాలు మరియు మన గ్రహం యొక్క ఉపగ్రహం రెండూ ఒకే శక్తితో ప్రభావితమవుతాయనే వాస్తవంపై ఆధారపడింది. కానీ ఉపగ్రహం దాని ద్రవ్యరాశి మరియు దూరం కారణంగా ఖచ్చితంగా భూ అంతరిక్షంలోకి రాలేదు.

గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రం

గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రం అనేది ఆకర్షణ నియమాల ప్రకారం శరీరాల పరస్పర చర్య జరిగే స్థలం.

ఐన్స్టీన్ యొక్క సాపేక్షత సిద్ధాంతం క్షేత్రాన్ని సమయం మరియు స్థలం యొక్క నిర్దిష్ట ఆస్తిగా వివరిస్తుంది, భౌతిక వస్తువులు కనిపించినప్పుడు లక్షణంగా వ్యక్తమవుతుంది.

గురుత్వాకర్షణ తరంగం

ఇవి కదిలే వస్తువుల నుండి వచ్చే రేడియేషన్ ఫలితంగా ఏర్పడే కొన్ని రకాల ఫీల్డ్ మార్పులు. అవి వస్తువు నుండి బయటకు వచ్చి తరంగ ప్రభావంలో వ్యాపిస్తాయి.

గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతాలు

శాస్త్రీయ సిద్ధాంతం న్యూటోనియన్. అయినప్పటికీ, ఇది అసంపూర్ణమైనది మరియు తరువాత ప్రత్యామ్నాయ ఎంపికలు కనిపించాయి.

వీటిలో ఇవి ఉన్నాయి:

• మెట్రిక్ సిద్ధాంతాలు;
• నాన్-మెట్రిక్;
• వెక్టర్;
• లే సేజ్, మొదట దశలను వివరించాడు;
• క్వాంటం గురుత్వాకర్షణ.

నేడు అనేక డజన్ల విభిన్న సిద్ధాంతాలు ఉన్నాయి, అవన్నీ ఒకదానికొకటి పూర్తి చేస్తాయి లేదా విభిన్న దృక్కోణం నుండి దృగ్విషయాన్ని చూస్తాయి.

గమనించదగినది:ఇంకా సరైన పరిష్కారం లేదు, కానీ కొనసాగుతున్న పరిణామాలు శరీరాల ఆకర్షణకు సంబంధించి మరిన్ని సాధ్యమైన సమాధానాలను తెరుస్తున్నాయి.

గురుత్వాకర్షణ శక్తి

ప్రాథమిక గణన క్రింది విధంగా ఉంది - గురుత్వాకర్షణ శక్తి మరొకదాని ద్వారా శరీరం యొక్క ద్రవ్యరాశిని గుణించటానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, దాని మధ్య అది నిర్ణయించబడుతుంది. ఈ సూత్రం ఈ విధంగా వ్యక్తీకరించబడింది: స్క్వేర్డ్ వస్తువుల మధ్య దూరానికి శక్తి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రం సంభావ్యత, అంటే గతి శక్తి సంరక్షించబడుతుంది. ఈ వాస్తవం సమస్యల పరిష్కారాన్ని సులభతరం చేస్తుంది, దీనిలో ఆకర్షణ శక్తిని కొలుస్తారు.

అంతరిక్షంలో గురుత్వాకర్షణ

చాలా మంది అపోహ ఉన్నప్పటికీ, అంతరిక్షంలో గురుత్వాకర్షణ ఉంది. ఇది భూమిపై కంటే తక్కువగా ఉంది, కానీ ఇప్పటికీ ఉంది.

వ్యోమగాముల విషయానికొస్తే, మొదటి చూపులో ఎగురుతున్నట్లు అనిపించవచ్చు, వారు వాస్తవానికి నెమ్మదిగా క్షీణించే స్థితిలో ఉన్నారు. దృశ్యమానంగా, వాటిని ఏమీ ఆకర్షించలేదని అనిపిస్తుంది, కానీ ఆచరణలో వారు గురుత్వాకర్షణను అనుభవిస్తారు.

ఆకర్షణ బలం దూరంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, కానీ వస్తువుల మధ్య దూరం ఎంత పెద్దదైనా, అవి ఒకదానికొకటి ఆకర్షితులవుతూనే ఉంటాయి.

పరస్పర ఆకర్షణ ఎప్పుడూ శూన్యం కాదు.

సౌర వ్యవస్థలో గురుత్వాకర్షణ

సౌర వ్యవస్థలో, భూమికి మాత్రమే గురుత్వాకర్షణ ఉంది. గ్రహాలు, అలాగే సూర్యుడు, వస్తువులను తమవైపుకు ఆకర్షిస్తాయి.శక్తి వస్తువు యొక్క ద్రవ్యరాశి ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది కాబట్టి, సూర్యుడు అత్యధిక సూచికను కలిగి ఉంటాడు.

ఉదాహరణకు, మన గ్రహం ఒక సూచికను కలిగి ఉంటే, అప్పుడు నక్షత్రం యొక్క సూచిక దాదాపు ఇరవై ఎనిమిది ఉంటుంది.

గురుత్వాకర్షణలో సూర్యుని తర్వాతి స్థానం బృహస్పతి, కాబట్టి దాని గురుత్వాకర్షణ శక్తి భూమి కంటే మూడు రెట్లు ఎక్కువ. ప్లూటోకు అతి చిన్న పరామితి ఉంది.

స్పష్టత కోసం, దీనిని సూచిస్తాము: సిద్ధాంతంలో, సూర్యునిపై, సగటు వ్యక్తి రెండు టన్నుల బరువు కలిగి ఉంటాడు, కానీ మన వ్యవస్థలోని అతిచిన్న గ్రహం మీద - కేవలం నాలుగు కిలోగ్రాములు.

గ్రహం యొక్క గురుత్వాకర్షణ దేనిపై ఆధారపడి ఉంటుంది?

గురుత్వాకర్షణ థ్రస్ట్, పైన పేర్కొన్న విధంగా, గ్రహం తన ఉపరితలంపై ఉన్న వస్తువులను తన వైపుకు లాగే శక్తి.గురుత్వాకర్షణ శక్తి వస్తువు యొక్క గురుత్వాకర్షణ, గ్రహం మరియు వాటి మధ్య దూరం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది.

చాలా కిలోమీటర్లు ఉంటే, గురుత్వాకర్షణ తక్కువగా ఉంటుంది, కానీ ఇది ఇప్పటికీ వస్తువులను కనెక్ట్ చేస్తుంది.

1. గురుత్వాకర్షణ మరియు దాని లక్షణాలకు సంబంధించిన అనేక ముఖ్యమైన మరియు ఆకర్షణీయమైన అంశాలు మీ పిల్లలకు వివరించడం విలువైనవి:
2. దృగ్విషయం ప్రతిదీ ఆకర్షిస్తుంది, కానీ ఎప్పుడూ తిప్పికొట్టదు - ఇది ఇతర భౌతిక దృగ్విషయాల నుండి వేరు చేస్తుంది.
3. సున్నా అని ఏమీ లేదు. ఒత్తిడి వర్తించని పరిస్థితిని అనుకరించడం అసాధ్యం, అంటే గురుత్వాకర్షణ పనిచేయదు.
4. గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఉనికి శాస్త్రీయంగా నిరూపించబడలేదు, ఇది కేవలం ఊహ మాత్రమే. అవి ఎప్పుడైనా కనిపించినట్లయితే, శరీరాల పరస్పర చర్యకు సంబంధించిన కాస్మోస్ యొక్క అనేక రహస్యాలు మానవాళికి బహిర్గతమవుతాయి.

ఐన్స్టీన్ వంటి శాస్త్రవేత్త యొక్క ప్రాథమిక సాపేక్షత సిద్ధాంతం ప్రకారం, గురుత్వాకర్షణ అనేది విశ్వం యొక్క ఆధారాన్ని సూచించే భౌతిక ప్రపంచం యొక్క ప్రాథమిక పారామితుల యొక్క వక్రత.

గురుత్వాకర్షణ అనేది రెండు వస్తువుల పరస్పర ఆకర్షణ. పరస్పర చర్య యొక్క బలం శరీరాల గురుత్వాకర్షణ మరియు వాటి మధ్య దూరం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. దృగ్విషయం యొక్క అన్ని రహస్యాలు ఇంకా వెల్లడి కాలేదు, కానీ నేడు అనేక డజన్ల సిద్ధాంతాలు భావన మరియు దాని లక్షణాలను వివరిస్తాయి.

అధ్యయనం చేయబడిన వస్తువుల సంక్లిష్టత పరిశోధన సమయాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. చాలా సందర్భాలలో, ద్రవ్యరాశి మరియు దూరం మధ్య సంబంధం కేవలం తీసుకోబడుతుంది.

గురుత్వాకర్షణ శక్తి అనేది ఒకదానికొకటి నిర్దిష్ట దూరంలో ఉన్న నిర్దిష్ట ద్రవ్యరాశి శరీరాలు ఒకదానికొకటి ఆకర్షింపబడే శక్తి.

ఆంగ్ల శాస్త్రవేత్త ఐజాక్ న్యూటన్ 1867లో సార్వత్రిక గురుత్వాకర్షణ నియమాన్ని కనుగొన్నాడు. మెకానిక్స్ యొక్క ప్రాథమిక నియమాలలో ఇది ఒకటి. ఈ చట్టం యొక్క సారాంశం క్రింది విధంగా ఉంది:ఏదైనా రెండు పదార్థ కణాలు వాటి ద్రవ్యరాశి యొక్క ఉత్పత్తికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో మరియు వాటి మధ్య దూరం యొక్క వర్గానికి విలోమానుపాతంలో ఉండే శక్తితో ఒకదానికొకటి ఆకర్షించబడతాయి.

గురుత్వాకర్షణ శక్తి ఒక వ్యక్తి భావించిన మొదటి శక్తి. భూమి దాని ఉపరితలంపై ఉన్న అన్ని శరీరాలపై పనిచేసే శక్తి ఇది. మరియు ఏ వ్యక్తి అయినా ఈ శక్తిని తన సొంత బరువుగా భావిస్తాడు.

లా ఆఫ్ గ్రావిటీ

న్యూటన్ తన తల్లిదండ్రుల తోటలో సాయంత్రం నడుస్తున్నప్పుడు చాలా ప్రమాదవశాత్తు సార్వత్రిక గురుత్వాకర్షణ నియమాన్ని కనుగొన్నాడని ఒక పురాణం ఉంది. సృజనాత్మక వ్యక్తులు నిరంతరం శోధనలో ఉంటారు మరియు శాస్త్రీయ ఆవిష్కరణలు తక్షణ అంతర్దృష్టి కాదు, కానీ దీర్ఘకాలిక మానసిక పని యొక్క ఫలం. ఒక ఆపిల్ చెట్టు కింద కూర్చుని, న్యూటన్ మరో ఆలోచనలో ఉన్నాడు, మరియు అకస్మాత్తుగా అతని తలపై ఆపిల్ పడిపోయింది. భూమి యొక్క గురుత్వాకర్షణ శక్తి ఫలితంగా ఆపిల్ పడిపోయిందని న్యూటన్ అర్థం చేసుకున్నాడు. “అయితే చంద్రుడు భూమిపై ఎందుకు పడడు? - అతను అనుకున్నాడు. "దీనిని కక్ష్యలో ఉంచే మరొక శక్తి దానిపై పని చేస్తుందని దీని అర్థం." ఈ విధంగా ప్రసిద్ధి చెందింది సార్వత్రిక గురుత్వాకర్షణ చట్టం.

ఖగోళ వస్తువుల భ్రమణాన్ని గతంలో అధ్యయనం చేసిన శాస్త్రవేత్తలు ఖగోళ వస్తువులు కొన్ని పూర్తిగా భిన్నమైన చట్టాలను పాటిస్తారని విశ్వసించారు. అంటే, భూమి యొక్క ఉపరితలంపై మరియు అంతరిక్షంలో పూర్తిగా భిన్నమైన గురుత్వాకర్షణ చట్టాలు ఉన్నాయని భావించబడింది.

న్యూటన్ ఈ ప్రతిపాదిత రకాల గురుత్వాకర్షణలను కలిపాడు. గ్రహాల కదలికను వివరించే కెప్లర్ యొక్క చట్టాలను విశ్లేషిస్తూ, అతను ఏదైనా శరీరాల మధ్య ఆకర్షణ శక్తి పుడుతుందని నిర్ధారణకు వచ్చాడు. అంటే, తోటలో పడిపోయిన ఆపిల్ మరియు అంతరిక్షంలో ఉన్న గ్రహాలు రెండూ ఒకే చట్టాన్ని పాటించే శక్తులచే పనిచేస్తాయి - సార్వత్రిక గురుత్వాకర్షణ చట్టం.

గ్రహాల మధ్య ఆకర్షణ శక్తి ఉంటేనే కెప్లర్ నియమాలు వర్తిస్తాయని న్యూటన్ నిర్ధారించాడు. మరియు ఈ శక్తి గ్రహాల ద్రవ్యరాశికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు వాటి మధ్య దూరం యొక్క వర్గానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

ఆకర్షణ శక్తి సూత్రం ద్వారా లెక్కించబడుతుంది F=G m 1 m 2 / r 2

m 1 - మొదటి శరీరం యొక్క ద్రవ్యరాశి;

m 2- రెండవ శరీరం యొక్క ద్రవ్యరాశి;

ఆర్ - శరీరాల మధ్య దూరం;

జి - అనుపాత గుణకం, దీనిని పిలుస్తారు గురుత్వాకర్షణ స్థిరాంకంలేదా సార్వత్రిక గురుత్వాకర్షణ స్థిరాంకం.

దీని విలువ ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ణయించబడింది. జి= 6.67 10 -11 Nm 2 /kg 2

యూనిట్ ద్రవ్యరాశికి సమానమైన ద్రవ్యరాశి ఉన్న రెండు మెటీరియల్ పాయింట్లు యూనిట్ దూరానికి సమానమైన దూరంలో ఉన్నట్లయితే, అవి సమానమైన శక్తితో ఆకర్షిస్తాయి.జి.

ఆకర్షణ బలాలు గురుత్వాకర్షణ శక్తులు. వాటిని కూడా అంటారు గురుత్వాకర్షణ శక్తులు. అవి సార్వత్రిక గురుత్వాకర్షణ నియమానికి లోబడి ఉంటాయి మరియు అన్ని శరీరాలకు ద్రవ్యరాశి ఉన్నందున ప్రతిచోటా కనిపిస్తాయి.

గురుత్వాకర్షణ

భూమి యొక్క ఉపరితలం దగ్గర ఉన్న గురుత్వాకర్షణ శక్తి అన్ని శరీరాలను భూమికి ఆకర్షించే శక్తి. వారు ఆమెను పిలుస్తారు గురుత్వాకర్షణ. భూమి యొక్క వ్యాసార్థంతో పోలిస్తే భూమి యొక్క ఉపరితలం నుండి శరీరం యొక్క దూరం తక్కువగా ఉంటే అది స్థిరంగా పరిగణించబడుతుంది.

గురుత్వాకర్షణ శక్తి అయిన గురుత్వాకర్షణ గ్రహం యొక్క ద్రవ్యరాశి మరియు వ్యాసార్థంపై ఆధారపడి ఉంటుంది కాబట్టి, ఇది వివిధ గ్రహాలపై భిన్నంగా ఉంటుంది. చంద్రుని వ్యాసార్థం భూమి యొక్క వ్యాసార్థం కంటే చిన్నది కాబట్టి, చంద్రునిపై గురుత్వాకర్షణ శక్తి భూమిపై కంటే 6 రెట్లు తక్కువగా ఉంటుంది. బృహస్పతిపై, దీనికి విరుద్ధంగా, గురుత్వాకర్షణ శక్తి భూమిపై గురుత్వాకర్షణ శక్తి కంటే 2.4 రెట్లు ఎక్కువ. కానీ శరీర బరువు ఎక్కడ కొలిచినా స్థిరంగా ఉంటుంది.

చాలా మంది బరువు మరియు గురుత్వాకర్షణ యొక్క అర్ధాన్ని గందరగోళానికి గురిచేస్తారు, గురుత్వాకర్షణ ఎల్లప్పుడూ బరువుతో సమానంగా ఉంటుందని నమ్ముతారు. కానీ అది నిజం కాదు.

శరీరం మద్దతుపై నొక్కిన లేదా సస్పెన్షన్‌ను సాగదీసే శక్తి బరువు. మీరు మద్దతు లేదా సస్పెన్షన్‌ను తీసివేస్తే, శరీరం గురుత్వాకర్షణ ప్రభావంతో ఉచిత పతనం యొక్క త్వరణంతో పడటం ప్రారంభమవుతుంది. గురుత్వాకర్షణ శక్తి శరీర ద్రవ్యరాశికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ఇది ఫార్ములా ద్వారా లెక్కించబడుతుందిఎఫ్= m g , ఎక్కడ m- శరీర బరువు, g -గురుత్వాకర్షణ త్వరణం.

శరీర బరువు మారవచ్చు మరియు కొన్నిసార్లు పూర్తిగా అదృశ్యం కావచ్చు. మనం పై అంతస్తులో ఉన్న లిఫ్ట్‌లో ఉన్నామని ఊహించుకుందాం. ఎలివేటర్ విలువైనది. ఈ సమయంలో, మన బరువు P మరియు భూమి మనల్ని ఆకర్షించే గురుత్వాకర్షణ శక్తి సమానంగా ఉంటాయి. కానీ ఎలివేటర్ యాక్సిలరేషన్‌తో కిందికి వెళ్లడం ప్రారంభించిన వెంటనే ఎ , బరువు మరియు గురుత్వాకర్షణ ఇకపై సమానంగా ఉండవు. న్యూటన్ రెండవ నియమం ప్రకారంmg+ పి = మ. Р =m g -ma.

ఫార్ములా నుండి మేము క్రిందికి వెళ్ళినప్పుడు మా బరువు తగ్గిందని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది.

ఎలివేటర్ వేగం పుంజుకుని, త్వరణం లేకుండా కదలడం ప్రారంభించిన క్షణంలో, మన బరువు మళ్లీ గురుత్వాకర్షణకు సమానం. మరియు ఎలివేటర్ వేగాన్ని తగ్గించడం ప్రారంభించినప్పుడు, త్వరణం ఎప్రతికూలంగా మారింది మరియు బరువు పెరిగింది. ఓవర్‌లోడ్ సెట్ అవుతుంది.

మరియు శరీరం ఉచిత పతనం యొక్క త్వరణంతో క్రిందికి కదులుతుంది, అప్పుడు బరువు పూర్తిగా సున్నా అవుతుంది.

వద్ద a=g ఆర్=mg-ma= mg - mg=0

ఇది బరువులేని స్థితి.

కాబట్టి, మినహాయింపు లేకుండా, విశ్వంలోని అన్ని భౌతిక శరీరాలు సార్వత్రిక గురుత్వాకర్షణ నియమానికి కట్టుబడి ఉంటాయి. మరియు సూర్యుని చుట్టూ ఉన్న గ్రహాలు మరియు భూమి యొక్క ఉపరితలం దగ్గర ఉన్న అన్ని శరీరాలు.