Skip to main content
Global

13: Gravitation

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    176644

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Katika sehemu hii, tunasoma asili ya nguvu ya mvuto kwa vitu vidogo kama sisi wenyewe na kwa mifumo kama kubwa kama galaxi nzima. Tunaonyesha jinsi nguvu ya mvuto inavyoathiri vitu duniani na mwendo wa Ulimwengu wenyewe. Mvuto ni nguvu ya kwanza kuhesabiwa kama nguvu ya action-katika-umbali, yaani, vitu vinajitahidi nguvu ya mvuto kwa kila mmoja bila kuwasiliana kimwili na nguvu hiyo inaanguka kwa sifuri tu kwa umbali usio na kipimo. Dunia ina nguvu ya mvuto juu yenu, lakini vivyo hivyo Jua letu, galaxi ya Milky Way, na mabilioni ya galaxi, kama yale yaliyoonyeshwa hapo juu, ambayo ni mbali sana kwamba hatuwezi kuziona kwa macho ya uchi.

    • 13.1: Utangulizi wa Gravitation
      Ulimwengu wetu unaoonekana una mabilioni ya galaxi, ambazo kuwepo kwake ni kutokana na nguvu ya mvuto. Mvuto hatimaye unawajibika kwa pato la nishati ya nyota zote zinazoanzisha athari za nyuklia katika nyota, na kuruhusu Jua kuwaka Dunia, na kufanya galaksi zionekane kutoka umbali usioeleweka.
    • 13.2: Sheria ya Newton ya Gravitation Universal
      Misa yote huvutia kila mmoja kwa nguvu ya mvuto sawa na raia wao na inversely sawia na mraba wa umbali kati yao. Misa ya kawaida ya usawa inaweza kutibiwa kama kwamba molekuli yao yote ilikuwa iko katikati. Vitu visivyo na kipimo vinaweza kutibiwa kama wingi wao ulijilimbikizia katikati yao ya wingi, ikiwa ni umbali wao kutoka kwa raia wengine ni kubwa ikilinganishwa na ukubwa wao.
    • 13.3: Gravitation Karibu na uso wa Dunia
      Uzito wa kitu ni mvuto wa mvuto kati ya Dunia na kitu. Shamba la mvuto linawakilishwa kama mistari inayoonyesha mwelekeo wa nguvu ya mvuto; nafasi ya mstari inaonyesha nguvu za shamba. Uzito wa dhahiri hutofautiana na uzito halisi kutokana na kasi ya kitu.
    • 13.4: Nishati ya uwezo wa mvuto na Nishati ya Jumla
      Kuharakisha kutokana na mvuto hubadilika tunapoondoka duniani, na usemi wa nishati ya uwezo wa mvuto lazima kutafakari mabadiliko haya. Nishati ya jumla ya mfumo ni jumla ya nishati ya kinetic na mvuto, na nishati hii ya jumla imehifadhiwa katika mwendo wa orbital. Vitu vyenye nishati ya jumla chini ya sifuri vinafungwa; wale walio na sifuri au zaidi hawapatikani.
    • 13.5: Njia za Satellite na Nishati
      Velocities ya Orbital imedhamiriwa na wingi wa mwili unaozunguka na umbali kutoka katikati ya mwili huo, na si kwa wingi wa kitu kidogo cha mzunguko. Kipindi cha obiti ni vivyo hivyo huru ya molekuli ya kitu kinachozunguka. Miili ya raia inayofanana obiti kuhusu kituo chao cha kawaida cha wingi na kasi zao na vipindi vinapaswa kuamua kutoka sheria ya pili ya Newton na sheria ya gravitation.
    • 13.6: Sheria za Kepler za Mwendo wa Sayari
      Johannes Kepler alichambua kwa uangalifu nafasi za anga za sayari zote zinazojulikana na Mwezi, akipanga nafasi zao kwa vipindi vya mara kwa mara. Kutokana na uchambuzi huu, aliandaa sheria tatu: sheria ya kwanza ya Kepler inasema kwamba kila sayari inakwenda pamoja na duaradufu. Sheria ya pili ya Kepler inasema kwamba sayari inafuta maeneo sawa kwa nyakati sawa. Sheria ya tatu ya Kepler inasema ya kwamba mraba wa kipindi hicho ni sawia na mchemraba wa mhimili wa nusu-kuu wa obiti.
    • 13.7: Vikosi vya mawimbi
      Maji ya Dunia yanasababishwa na tofauti katika vikosi vya mvuto kutoka Mwezi na Jua kwenye pande tofauti za Dunia. Maji ya spring au ya juu (ya juu) hutokea wakati Dunia, Mwezi, na Jua zinakaa, na mawimbi yanayotokea au (chini) yanapounda pembetatu sahihi. Vikosi vya mawimbi vinaweza kuunda inapokanzwa ndani, mabadiliko katika mwendo wa orbital, na hata uharibifu wa miili ya mzunguko.
    • 13.8: Nadharia ya Einstein ya Mvuto
      Kwa mujibu wa nadharia ya uwiano wa jumla, mvuto ni matokeo ya kuvuruga katika muda wa nafasi iliyoundwa na wingi na nishati. Kanuni ya ulinganifu inasema kwamba wingi na kuongeza kasi hupotosha muda wa nafasi na haijulikani katika hali inayofanana. Mashimo nyeusi, matokeo ya kuanguka kwa mvuto, ni singularities na upeo wa tukio unaofanana na wingi wao.
    • 13E: Gravitation (Mazoezi)
    • 13.S: Gravitation (Muhtasari)

    Thumbnail: Ulimwengu wetu unaoonekana una mabilioni ya galaxi, ambazo kuwepo kwake ni kutokana na nguvu ya mvuto. Mvuto hatimaye unawajibika kwa pato la nishati ya nyota zote zinazoanzisha athari za nyuklia katika nyota, na kuruhusu Jua kuwaka Dunia, na kufanya galaksi zionekane kutoka umbali usioeleweka. Nukta nyingi unazoziona katika picha hii si nyota, bali galaxi. (mikopo: mabadiliko ya kazi na NASA).