Գրավիտացիոն փոխազդեցություններ

Գոյություն ունեն չորս տեսակի փոխազդեցություններ։ Դրանք են գրավիտացիոն, էլեկտրամագնիսկան, թույլ և ուժեղ։ Ֆիզիկայում շարժման փոփոխության պաճառ հանդիսանում է ուժը։ Հետազոտելով մեր շրջակա աշխարհը կարելի է տեսնել բազմաթիվ տարբեր ուժեր, օրինակ՝ ծանրության ուժ, առաձգականության ուժ, ուժ,որը առաջանում է մարմինների շփման ժամանակ և այլն։ Սակայն, երբ հայտնի է դարձել նյութերի ատոմային կառուցվածքը, պարզվել է, որ այդ ուժերի բազմազանությունը ատոմների իրար հետ փոխազդելու արդյունքն են։ Քանի որ ատոմները փոխազդում են էլեկտրաստատիկ դաշտի էլեկտրոնային թաղանթների միջոցով, ապա բոլոր այդ ուժերը էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության տարբեր դրսևորումներ են։ Իսկականից պատկերացրեք երկու բիլիարդի գնդակ բախվելուց։ Միշտ լսվում է բախվելու ձայնը, բայց ինչ է կատարվում այդ ժամանակ։ Ընդամենը փոխազդում են ատոմների էլեկտրոնային դաշտերը։ Այս բազմազան ուժերի մեջ առանձնանում է ծանրության ուժը, որի պատճառը հանդիսանում է գրավիտացիոն փոխազդեցությունը երկու զանգվածային մարմինների միջև։ Որպեսզի հասկացվի, թե ինչ են իրանցից ներկայացնում մնացած փոխազդեցությունները, հարկավոր է ավելի լավ ծանոթանալ աշխարհի տարրական մասնիկներին։

Էլեկտրամագնիսական փոխազդեցությունը շատ նման է գրավիտացիոնին։ Սակայն տարբերությունը այն է, որ այստեղ կան ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական լիցքեր։ Էլեկտամագնիսկան փոխազդեցությունը ավեի մեծ է գրավիտացիոնից ուժեղ հաստատուն կապի շնորհիվ։

Թույլ և ուժեղ փոխազդեցությունները էապես տարբերվում են էլեկտրամագնիսականից։ Այդ փոխազդեցություների ուժի շատ արագ թուլանում է հեռավորության վրա։ Բավական փոքր հեռավորությունների վրա ուժեղ փոխազդեցության ուժը գերազանցում է էլեկտրամագնիսականին։ Այն կայուն է դարձնում այնպիսի ատոմային միջուկներ, ինչպիսին են լիթիումը, նատրիումը և այլն։ Հիմա քննարկենք գրավիտացիոն փոխազդեցությությունները։

 

Հայտնագործումը․

 Նյուտոնի ձգողության օրենքը բնության ունիվերսալ օրենքներից մեկն է, որի համաձայն բոլոր նյութական մարմինները ձգում են միմյանց։ Ձգողությունը պայմանավորված է մարմինների զանգվածով և անկախ է նրանց շարժման բնույթից և ֆիզիկական ու քիմիական հատկություններից։ Տիեզերական ձգողության օրենքը 1687 թ-ին հայտնագործել է անգլիացի գիտնական Իսահակ Նյուտոնը՝ հիմնվելով Գալիլեո Գալիլեյի, Նիկոլայ Կոպեռնիկոսի, Տիխոն Բրահեի աշխատանքների և հատկապես Իոհան Կեպլերի հայտնագործած՝ մոլորակների շարժման օրենքների վրա:

 

Տիեզերական ձգողության օրենքը

Երկրի ձգողության ուժն իր շուրջը պտտվող Լուսնին պահում է որոշակի ուղեծրում: Ճիշտ նույն ձևով Արեգակի ձգողության ուժը Երկիրն ու մյուս մոլորակները պահում է իրենց ուղեծրերում: Ձգողության ուժի շնորհիվ է, որ Արեգակը և 100 միլիարդ այլ աստղեր համատեղ կազմում են մեր Գալակտիկան: Քանի որ ձգողության ուժը Տիեզերքում գործում է ամենուրեք, այն անվանում են տիեզերական ձգողություն կամ գրավիտացիա:

Տիեզերական ձգողության օրենքի համաձայն` երկու մարմիններ իրար ձգում են այնպիսի ուժով, որը համեմատական է այդ մարմինների զանգվածներին և հակադարձ համեմատական՝ դրանց միջև եղած հեռավորության քառակուսուն: Նյուտոնի Տ․ ձ֊յան տեսությունն անհրաժեշտ ճշտությամբ բացատրում է Արեգակի շուրջը մոլորակների շարժման օրինաչափությունները, ինչպես նաև աստղերի կառուցվածքի, աստղերի ու դրանցից կազմված համակարգերի դինամիկայի շատ ու շատ հարցեր․ երբ գործ ունենք թույլ գրավիտացիոն դաշտերի հետ։   

Գրավիտացիոն փոխազդեցությունը չորս հիմնական փոխազդեցություններից ամենաթույլն է։ Նյուտոնի օրենքի համաձայն այն հավասար է․   Fg=Gm1m2/r2: Որտեղ m1  ֊ը և m2֊ը փոխազդող մարմինների զանգվածներն են, r֊ը՝ նրանց հեավորությունը, իսկ  G = 6.67·10-11 մ3· կգ–1·սմ–2 −ն գրավիտացիոն հաստատունն է։ Եթե վերցնենք Երկիրը և ցանկացած մարմին որ գտնվում է Երկրի վրա, նրանց միջև ձգողությունը նույնպես կարելի է հաշվել տվյալ բանաձևով։ GmM/r2, որտեղ M֊ը Երկրի զանգվածն է, m֊ը մարմնի, իսկ r֊ը նրանց կենտրոնների հեռավորությունը։ GM r2= g , g֊ն երկրի ձգողությունը, հաշվելով նշված բանաձևը g֊ն մոտավոր ստացվում է 9,7 որը շատ դեպքերում կլորացնում ենք մինչև 10֊ը։ Հետևաբար ուժը հավասար է լինում F=mg: Ինչքան հեռանում ենք Երկրի կենտրոնից, այնքան թուլանում է ձգողությունը, քանի որ ուժը ուղիղ համեմատական է զանգվածներին և հակադարձ համեմատական շառավղին։ Հետևաբար Երկրի բևեռներում ձգողությունը ավելի փոքր կլինի։

 

Write a comment

Comments: 0