Формула закону всесвітнього тяжіння
Формула закону всесвітнього тяжіння має вигляд F = G * (m1 * m2) / r^2, де F — це сила взаємного тяжіння двох масивних об’єктів, G — гравітаційна стала, m1 та m2 — маси цих об’єктів, а r — відстань між їх центрами. Ця формула є фундаментальним виразом у фізиці, яка описує взаємодію між масами у Всесвіті. У сучасній науці, розуміння механізмів взаємодії об’єктів на відстані стає ключем до пояснення багатьох фізичних явищ.
Історичний контекст відкриття
Закон всесвітнього тяжіння був вперше сформульований Ісааком Ньютоном у 1687 році в його знаменитій праці “Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica”. Це відкриття стало революційним, оскільки пояснювало не тільки гравітаційні взаємодії на Землі, але і рух небесних тіл у космосі. У ті часи Ньютон запропонував ідею, що та ж сила, яка примушує яблуко падати на землю, керує рухом Місяця навколо Землі.
Основні компоненти формули
- Гравітаційна стала (G): Це константа, значення якої приблизно дорівнює 6.674 × 10^-11 N(m/kg)^2. Це невелике значення показує, наскільки слабкою є сила гравітації у порівнянні з іншими фундаментальними силами.
- Маси об’єктів (m1 та m2): Визначають кількість матерії у об’єктах. Чим більші маси об’єктів, тим сильніше вони притягуються один до одного.
- Відстань між об’єктами (r): Відстань між центрами мас об’єктів. Згідно з формулою закону всесвітнього тяжіння, сила тяжіння обернено пропорційна квадрату цієї відстані, що означає, що зі збільшенням відстані сила значно зменшується.
Застосування закону всесвітнього тяжіння
Формула закону всесвітнього тяжіння має вигляд, що дозволяє застосовувати її в різних аспектах науки і техніки:
- Астрономія: Використовується для обчислення орбіт планет, супутників і руху комет.
- Інженерія і технології: Допомагає при проєктуванні руху космічних апаратів і розрахунку їх траєкторій.
- Навігація: Формула застосовується для корекції траєкторій орбітальних апаратів і супутників.
Приклади розв’язання задач
| Задача | Рішення |
|---|---|
| Обчисліть силу тяжіння між двома об’єктами масами 1000 кг і 2000 кг, відстань між якими складає 10 м. |
Користуючись формулою F = G * (m1 * m2) / r^2, де:
F = 6.674 × 10^-11 * (1000 * 2000) / 10^2 = 1.3348 × 10^-5 N |
Отже, ми бачимо, що закон всесвітнього тяжіння є основою для розуміння багатьох природних феноменів і розробки технологій. Його універсальність і точність дозволяють фізикам і інженерам вирішувати складні завдання, розширюючи наші знання про Всесвіт.
