विषय
- गुरुत्वाकर्षण - बल
- गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण
- गुरुत्वाकर्षण के साथ उदाहरण
- न्यूटन सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम
- गुरुत्वाकर्षण के न्यूटन यूनिवर्सल लॉ के साथ उदाहरण
- अल्बर्ट आइंस्टीन जनरल सापेक्षता का सिद्धांत
- गुरुत्वाकर्षण महत्वपूर्ण है
भौतिकी का छात्र भौतिकी में गुरुत्वाकर्षण का दो अलग-अलग तरीकों से सामना कर सकता है: पृथ्वी या अन्य खगोलीय पिंडों पर गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण के रूप में, या ब्रह्मांड में किसी भी दो वस्तुओं के बीच आकर्षण बल के रूप में। वास्तव में गुरुत्वाकर्षण प्रकृति की सबसे मौलिक शक्तियों में से एक है।
सर आइजैक न्यूटन ने दोनों का वर्णन करने के लिए कानून विकसित किए। न्यूटन दूसरा कानून (एफजाल = मा) किसी वस्तु पर अभिनय करने वाले किसी भी शुद्ध बल पर लागू होता है, जिसमें किसी भी बड़े पिंड के स्थानीयता में अनुभव होने वाला गुरुत्वाकर्षण बल शामिल होता है, जैसे कि कोई ग्रह। न्यूट्रॉन लॉ ऑफ़ यूनिवर्सल ग्रेविटेशन, एक उलटा वर्ग कानून, किसी भी दो वस्तुओं के बीच गुरुत्वाकर्षण पुल या आकर्षण की व्याख्या करता है।
गुरुत्वाकर्षण - बल
किसी गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के भीतर किसी वस्तु द्वारा अनुभव किया जाने वाला गुरुत्वाकर्षण बल हमेशा उस द्रव्यमान के केंद्र की ओर निर्देशित होता है जो कि पृथ्वी के केंद्र जैसे क्षेत्र को उत्पन्न कर रहा है। किसी भी अन्य बलों की अनुपस्थिति में, न्यूटनियन संबंध का उपयोग करके इसे वर्णित किया जा सकता है एफजाल = मा, कहाँ पे एफजाल न्यूटन (N) में गुरुत्वाकर्षण बल है, म किलोग्राम (किग्रा) में द्रव्यमान है और ए मी / एस में गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण है2.
गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के अंदर कोई भी वस्तु, जैसे मंगल पर सभी चट्टानें, समान अनुभव करती हैं क्षेत्र के केंद्र की ओर त्वरण उनके जनसमूह पर अभिनय। इस प्रकार, एकमात्र कारक जो एक ही ग्रह पर विभिन्न वस्तुओं द्वारा महसूस किए गए गुरुत्वाकर्षण के बल को बदलता है, उनका द्रव्यमान है: अधिक द्रव्यमान, गुरुत्वाकर्षण का बड़ा बल और इसके विपरीत।
गुरुत्वाकर्षण बल है भौतिकी में इसका वजन, हालांकि बोलचाल के वजन को अक्सर अलग तरीके से इस्तेमाल किया जाता है।
गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण
न्यूटन दूसरा कानून, एफजाल = मा, दिखाता है कि ए कुल बल द्रव्यमान में तेजी लाने का कारण बनता है। यदि शुद्ध बल गुरुत्वाकर्षण से है, तो इस त्वरण को गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण कहा जाता है; ग्रहों की तरह विशेष बड़े पिंडों के पास यह त्वरण लगभग स्थिर है, जिसका अर्थ है कि सभी वस्तुएँ समान त्वरण के साथ गिरती हैं।
पृथ्वी की सतह के पास, इस स्थिरांक को अपना विशेष चर दिया जाता है: जी। "लिटिल जी," के रूप में जी अक्सर कहा जाता है, हमेशा 9.8 m / s का एक निरंतर मूल्य होता है2। (वाक्यांश "थोड़ा जी" इस स्थिरांक को एक अन्य महत्वपूर्ण गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक से अलग करता है, जी, या "बिग जी," जो गुरुत्वाकर्षण के सार्वभौमिक कानून पर लागू होता है।) पृथ्वी की सतह के पास गिराई गई कोई भी वस्तु कभी-कभी बढ़ती दर पर पृथ्वी के केंद्र की ओर गिर जाएगी, प्रत्येक सेकंड 9.8 मीटर / सेकंड से अधिक तेज दूसरे से पहले।
पृथ्वी पर, द्रव्यमान की वस्तु पर गुरुत्वाकर्षण का बल म है:
एफGrav = मिलीग्राम
गुरुत्वाकर्षण के साथ उदाहरण
अंतरिक्ष यात्री एक दूर के ग्रह पर पहुंचते हैं और पाते हैं कि पृथ्वी पर जितनी चीजें हैं, उससे आठ गुना ज्यादा ताकत वहां से उठती है। इस ग्रह पर गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण क्या है?
इस ग्रह पर गुरुत्वाकर्षण बल आठ गुना बड़ा है। चूँकि वस्तुओं का द्रव्यमान उन वस्तुओं की एक मूलभूत संपत्ति है, इसलिए वे बदल नहीं सकते, इसका मतलब है कि मूल्य जी साथ ही आठ गुना बड़ा होना चाहिए:
8FGrav = मी (8 ग्राम)
का मूल्य जी पृथ्वी पर 9.8 m / s है2, इसलिए 8 × 9.8 मी। / से2 = 78.4 मी। / से2.
न्यूटन सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम
भौतिकी में गुरुत्वाकर्षण को समझने के लिए लागू होने वाले न्यूटन के कानूनों का दूसरा परिणाम न्यूटन के दूसरे भौतिकवादियों के निष्कर्षों से गुज़रा। वह यह समझाने की कोशिश कर रहा था कि सौर मंडल के ग्रहों की वृत्ताकार कक्षाओं के बजाय अण्डाकार कक्षाएँ क्यों हैं, जैसा कि जोहान्स केपलर ने अपने युगांतरकारी कानूनों के सेट में देखा और गणितीय रूप से वर्णित किया है।
न्यूटन ने निर्धारित किया कि ग्रहों के बीच गुरुत्वाकर्षण के आकर्षण के रूप में वे करीब आए और एक दूसरे से दूर ग्रहों की गति में खेल रहे थे। ये ग्रह वास्तव में मुक्त पतन में थे। उन्होंने इस आकर्षण को अपने में समेट लिया गुरुत्वाकर्षण का सार्वभौमिक नियम:
F_ {Grav} = जी frac {m_1m_2} {आर ^ 2}कहाँ पे एफGrav _again न्यूटन (N) में गुरुत्वाकर्षण का बल है, _m1 तथा म2 क्रमशः किलोग्राम (किग्रा) (उदाहरण के लिए, पृथ्वी का द्रव्यमान और पृथ्वी के पास की वस्तु का द्रव्यमान), और पहली और दूसरी वस्तुओं के द्रव्यमान हैं, और घ2 मीटर (एम) में उनके बीच की दूरी का वर्ग है।
चर जी, जिसे "बिग जी" कहा जाता है, सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है। यह ब्रह्मांड में हर जगह समान मूल्य है। न्यूटन ने जी के मूल्य की खोज नहीं की (हेनरी कैवेन्डिश ने इसे न्यूटन की मृत्यु के बाद प्रयोगात्मक रूप से पाया), लेकिन उन्होंने इसके बिना द्रव्यमान और दूरी के लिए बल की आनुपातिकता को पाया।
समीकरण दो महत्वपूर्ण रिश्तों को दर्शाता है:
न्यूटन सिद्धांत को भी कहा जाता है व्युत्क्रम वर्ग नियम ऊपर दूसरे बिंदु के कारण। यह बताता है कि दो वस्तुओं के बीच का गुरुत्वाकर्षण आकर्षण क्यों जल्दी से अलग हो जाता है, यदि दोनों में से किसी एक या दोनों के द्रव्यमान को बदलने से बहुत जल्दी।
गुरुत्वाकर्षण के न्यूटन यूनिवर्सल लॉ के साथ उदाहरण
8,000 किलोग्राम के धूमकेतु के बीच आकर्षण का बल क्या है जो 200 किलो धूमकेतु से 70,000 मीटर दूर है?
start {align} F_ {grav} & = 6.674 × 10 ^ {- 11} frac {m ^ 3} {kgs ^ 2} ( dfrac {8,000 kg × 200 kg} {70,000 ^ 2} & nbsp; = 2.18 × 10 ^ {- 14} अंत {संरेखित}अल्बर्ट आइंस्टीन जनरल सापेक्षता का सिद्धांत
1600 के दशक में न्यूटन ने वस्तुओं की गति का अनुमान लगाने और गुरुत्वाकर्षण बल को बढ़ाने का अद्भुत काम किया। लेकिन लगभग 300 साल बाद, एक और महान दिमाग - अल्बर्ट आइंस्टीन - ने इस सोच को एक नए तरीके और गुरुत्वाकर्षण को समझने के अधिक सटीक तरीके के साथ चुनौती दी।
आइंस्टीन के अनुसार, गुरुत्वाकर्षण एक विकृति है अंतरिक्ष समयब्रह्मांड का कपड़ा। बड़े पैमाने पर युद्ध अंतरिक्ष, एक बॉलिंग बॉल की तरह एक चादर पर एक इंडेंट बनाता है, और अधिक बड़े पैमाने पर वस्तुओं जैसे सितारों या ब्लैक होल ताना अंतरिक्ष आसानी से एक दूरबीन में मनाया प्रभाव के साथ - प्रकाश के झुकने या उन द्रव्यमान के करीब वस्तुओं की गति में परिवर्तन ।
सामान्य सापेक्षता के आइंस्टीन सिद्धांत ने यह समझाते हुए खुद को साबित किया कि हमारे सौर मंडल में सूर्य के सबसे निकट स्थित छोटे ग्रह बुध को न्यूटन लॉज द्वारा भविष्यवाणी की गई एक औसत दर्जे के अंतर के साथ एक कक्षा क्यों है।
जबकि न्यूटन लॉ की तुलना में गुरुत्वाकर्षण को समझाने में सामान्य सापेक्षता अधिक सटीक है, या तो केवल "रिलेटिविस्टिक" तराजू पर अधिकांश भाग के लिए गणना का अंतर ध्यान देने योग्य है - ब्रह्मांड, या निकट-प्रकाश गति में बेहद विशाल वस्तुओं को देखते हुए। इसलिए न्यूटन लॉ कई वास्तविक दुनिया की स्थितियों का वर्णन करने में आज भी उपयोगी और प्रासंगिक बने हुए हैं, औसत मानव से मुठभेड़ की संभावना है।
गुरुत्वाकर्षण महत्वपूर्ण है
न्यूटन के सार्वभौमिक कानून "गुरुत्वाकर्षण" का हिस्सा सार्वभौमिक नहीं है। यह कानून ब्रह्मांड में द्रव्यमान के साथ हर चीज पर लागू होता है! कोई भी दो कण एक दूसरे को आकर्षित करते हैं, जैसे कि कोई दो आकाशगंगाएँ करती हैं। बेशक, बड़ी पर्याप्त दूरी पर, आकर्षण इतना छोटा हो जाता है कि प्रभावी रूप से शून्य हो।
यह बताने के लिए कि गुरुत्वाकर्षण कितना महत्वपूर्ण है सारा मामला कैसे बातचीत करता है, की बोलचाल की अंग्रेजी परिभाषाएँ गुरुत्वाकर्षण (ऑक्सफोर्ड के अनुसार: "अत्यधिक या खतरनाक महत्व; गंभीरता") या गंभीरता ("गरिमा, गंभीरता या गंभीरता की गंभीरता") अतिरिक्त महत्व को लेते हैं। उस व्यक्ति ने कहा, जब कोई "किसी स्थिति की गंभीरता" को संदर्भित करता है, तो एक भौतिक विज्ञानी को अभी भी स्पष्टीकरण की आवश्यकता हो सकती है: क्या उनका मतलब बड़े जी या छोटे जी के संदर्भ में है?