Lực hấp dẫn là một trong bốn loại lực chính thể hiện trong tất cả sự đa dạng của chúng giữa các thiên thể khác nhau trên Trái đất và xa hơn nữa. Ngoài chúng, điện từ, yếu và hạt nhân (mạnh) cũng được phân biệt. Có thể, đó là sự tồn tại của họ mà nhân loại đã nhận ra ngay từ đầu. Lực hút từ Trái đất đã được biết đến từ thời cổ đại. Tuy nhiên, cả thế kỷ trôi qua trước khi một người đoán được rằng loại tương tác này không chỉ xảy ra giữa Trái đất và bất kỳ vật thể nào, mà còn giữa các vật thể khác nhau. Người đầu tiên hiểu được cách thức hoạt động của lực hấp dẫn là nhà vật lý người Anh I. Newton. Chính ông ấy đã suy ra định luật vạn vật hấp dẫn nổi tiếng hiện nay.
Công thức lực hấp dẫn
Newton quyết định phân tích các quy luật mà các hành tinh chuyển động trong hệ thống. Kết quả là, ông đã đi đến kết luận rằng sự luân chuyển của thiêncác vật thể xung quanh Mặt trời chỉ có thể thực hiện được nếu lực hấp dẫn tác động giữa nó và chính các hành tinh. Nhận thấy rằng các thiên thể chỉ khác các vật thể khác về kích thước và khối lượng của chúng, nhà khoa học đã suy ra công thức sau:
F=f x (m1x m2) / r2, trong đó:
- m1, m2là khối lượng của hai vật thể;
- r - khoảng cách giữa chúng trên một đường thẳng;
- f là hằng số hấp dẫn, giá trị của nó là 6.668 x 10-8cm3/ g x sec2.
Như vậy, có thể lập luận rằng hai vật thể bất kỳ đều bị hút vào nhau. Công của lực hấp dẫn về độ lớn của nó tỷ lệ thuận với khối lượng của các vật thể này và tỷ lệ nghịch với khoảng cách giữa chúng, bình phương.
Tính năng áp dụng công thức
Thoạt nhìn, có vẻ như việc sử dụng mô tả toán học của luật hấp dẫn khá đơn giản. Tuy nhiên, nếu bạn nghĩ về nó, công thức này chỉ có ý nghĩa đối với hai khối lượng, kích thước của chúng là không đáng kể so với khoảng cách giữa chúng. Và nhiều đến mức chúng có thể được lấy cho hai điểm. Nhưng còn khi khoảng cách có thể so sánh với kích thước của các cơ thể, và bản thân chúng có hình dạng bất thường thì sao? Chia chúng thành các phần, xác định lực hấp dẫn giữa chúng và tính kết quả? Nếu được thì phải lấy bao nhiêu điểm để tính? Như bạn thấy, nó không đơn giản như vậy.
Và nếu chúng ta tính đến (từ quan điểm của toán học) rằng điểmkhông có kích thước, thì tình huống này dường như hoàn toàn vô vọng. May mắn thay, các nhà khoa học đã nghĩ ra cách tính toán trong trường hợp này. Họ sử dụng thiết bị của phép tính tích phân và vi phân. Bản chất của phương pháp này là vật thể được chia thành vô số hình khối nhỏ, khối lượng của chúng tập trung ở tâm của chúng. Sau đó, một công thức được đưa ra để tìm lực kết quả và sự chuyển đổi giới hạn được áp dụng, bằng cách đó thể tích của mỗi phần tử cấu thành được giảm xuống một điểm (không), và số phần tử đó có xu hướng vô cùng. Nhờ kỹ thuật này, một số kết luận quan trọng đã thu được.
- Nếu vật thể là một quả cầu (quả cầu), khối lượng riêng là đều, thì nó hút bất kỳ vật thể nào khác vào mình như thể tất cả khối lượng của nó đều tập trung ở tâm của nó. Do đó, với một số sai sót, kết luận này cũng có thể được áp dụng cho các hành tinh.
- Khi khối lượng riêng của một vật thể được đặc trưng bởi tính đối xứng cầu trung tâm, nó tương tác với các vật thể khác như thể toàn bộ khối lượng của nó ở điểm đối xứng. Do đó, nếu chúng ta lấy một quả bóng rỗng (ví dụ, một quả bóng đá) hoặc một số quả bóng lồng vào nhau (như búp bê matryoshka), thì chúng sẽ hút các vật thể khác theo cách giống như một điểm vật chất sẽ làm, có tổng khối lượng của chúng và nằm ở trung tâm.
