Fizyka - Grawitacja

GRAWITACJA nazywana czasami ciążeniem powszechnym. Oddziaływanie grawitacyjne jest zależne od masy posiadanej przez poszczególne ciała i od odległości między nimi.Oddziaływanie grawitacyjne jest dużo słabsze niż oddziaływanie elektromagnetyczne. W naszym typowym ludzkim otoczeniu siła grawitacji jest dostrzegana przede wszystkim jako przyciąganie otaczających nas  przedmiotów przez ziemski glob, czyli przez zjawisko ciężaru. Siła grawitacji jest zależna od masy obiektu przyciąganego przez Ziemię. Wzór na siłę grawitacji obowiązujący dla małych ciał znajdujących w pobliżu powierzchni Ziemi, jest także wzorem na ciężar ciała , ma postać: Fgr = m ∙g m - masa ciała (w układzie SI - kg)
g - przyspieszenie ziemskie (w układzie SI - m/s2)
Fg - siła grawitacji (w układzie SI - N)   POLE GRAWITACYJNE to pole wytwarzane przez obiekty posiadające masę. Określa wielkość i kierunek siły grawitacyjnej działającej na znajdujące się w nim inne obiekty posiadające masę. Podstawową teorią opisującą pole grawitacyjne i jego związek z cechami przestrzeni opisuje ogólna teoria względności, stworzona przez Alberta Einsteina. Pole opisuje się poprzez podanie natężenia pola grawitacyjnego, czyli działającej na masę jednostkową, lub potencjału grawitacyjnego. Obrazem pola grawitacyjnego są linie pola lub powierzchnie ekwipotencjalne. Kierunek i zwrot linii pola jest zgodny z kierunkiem i zwrotem sił działających na masę punktową. Pole grawitacyjne punktu lub jednorodnej kuli jest polem centralnym, ale w odniesieniu do małej przestrzeni w porównaniu do odległości centrum grawitacji to pole może być uznane za jednorodne. Pole grawitacyjne jest bezpośrednio sprzężone z przestrzenią i wpływa na jej parametry- zakrzywia przestrzeń. Z wielkości zakrzywienia czasoprzestrzeni można wyznaczyć parametry źródła pola grawitacyjnego tj. masa lub gęstość energii, jak i na odwrót. Blisko powierzchni źródła pola, natężenie pola grawitacyjnego jest równe przyśpieszeniu grawitacyjnemu.   OGÓLNA TEORIA WZGLĘDNOŚCI (OTW) jest popularną nazwą dla teorii grawitacji opublikowanej przez Alberta Einsteina. Zgodnie z ogólną teorią względności, siła grawitacji wynika z lokalnej geometrii czasoprzestrzeni.   PRAWO POWSZECHNEGO CIĄŻENIA (Izaak Newton) Między dowolną parą ciał posiadających masy pojawia się siła przyciągająca, która działa na linii łączącej ich środki, a jej wartość rośnie z iloczynem ich mas i maleje z kwadratem odległości. Dwa ciała o masach m1 i m2, odległe o r, działają na siebie z siłą: F=G*(m1*m2/r2)   STAŁA GRAWITACJI (G lub γ) – stała fizyczna służąca do opisu pola grawitacyjnego: G=6,6742(10)*10-11N*m2/kg2   DYNAMIKA BRYŁY SZTYWNEJ Bryła sztywna - to takie ciało, w którym wszystkie punkty mają zawsze względem siebie stałą odległość. Podczas ruchu układ punktów materialnych składających się na bryłę sztywną porusza się jako całość o nie zmieniającej się postaci i objętości   W ogólnym przypadku bryła sztywna porusza się dwoma rodzajami ruchów: - ruchem postępowym: dowolna prosta przeprowadzona przez bryłę sztywną przesuwa się równolegle do samej siebie, wektory prędkości wszystkich punktów bryły sztywnej są w danej chwili jednakowe. - ruchem obrotowym: wszystkie punkty bryły sztywnej poruszają się po okręgach, których środki leżą na jednej wspólnej prostej zwanej chwilową osią obrotu.   RUCH HARMONICZNY PROSTY Każdy ruch powtarzający się w regularnych odstępach czasu nazywany jest ruchem okresowym. Jeżeli ruch ten opisywany jest sinusoidalną funkcją czasu to jest to ruch harmoniczny. Ciało porusza się ruchem harmonicznym prostym, jeżeli znajduje się tylko pod wpływem siły o wartości proporcjonalnej do wychylenia z położenia równowagi i skierowanej w stronę położenia równowagi (Prawo Hooke'a): gdzie - siła, k - współczynnik sprężystości,   - wychylenia z położenia równowagi.   WAHADŁO - ciało zawieszone lub zamocowane ponad swoim środkiem ciężkości wykonujące w pionowej płaszczyźnie drgania pod wpływem siły grawitacji. W teorii mechaniki rozróżnia się dwa podstawowe rodzaje wahadeł:     * matematyczne
    * fizyczne Wahadło fizyczne - bryła sztywna mogąca wykonywać obroty dookoła poziomej osi przechodzącej ponad środkiem ciężkości tej bryły. Wzór na okres drgań wahadła małych wychyleń: Przez analogię do wahadła matematycznego wzór ten zapisuje się jako: , wprowadzając wielkość długość zredukowana wahadła l0 gdzie: d - odległość od punktu zawieszenia do środka ciężkości, g - przyspieszenie ziemskie, I - moment bezwładności ciała względem osi obrotu, m - masa ciała   Wahadło rewersyjne (czyli odwracalne) to przyrząd wykonany na zasadzie wahadła fizycznego o dwóch równoległych osiach zawieszenia i regulowanym rozkładzie masy, używany do wyznaczania przyspieszenia ziemskiego. Wahadło zostało wynalezione przez Henry’ego Katera w 1817 roku. Składa się ono z metalowego pręta, dwóch ostrzy O i O` na których można je zawieszać oraz z dwóch lub trzech metalowych brył w kształcie soczewki (by zmniejszyć opory powietrza), z których jedna może być przesuwana po pręcie, pozwala to na zmianę okresu drgań wahadła. Zastosowanie takiej konstrukcji pozwala na wyeliminowane ze wzorów wielkości trudno mierzalnych, takich jak moment bezwładności i odległość do środka masy. Przy odpowiednio dobranym położeniu masy ruchomej okres drgań wahadła dla obu zawieszeń jest jednakowy i odpowiada okresowi drgań wahadła matematycznego o długości równej odległości między osiami obrotu. Odległość ta jest nazywana interpolację oraz znalezienie przecięcia obu funkcji zależności okresu drgań od położenia przesuwanej masy (graficznie lub analitycznie).



Dane autora:




wiedza.diaboli.pl / Fizyka

190 IP banned