Fizika - Gravitációs erők, Égitestek /Szöveg formátum/

A gravitáció:A gravitáció, más néven tömegvonzás egy távoli kölcsönhatás, amely bármilyen két, tömeggel bíró test között jön létre, és a testek tömegközéppontjainak egymás felé gyorsulását okozza. A gravitáció szót tévesen használják a nehézkedés fogalmának is a kifejezésére, a nehézségi erő szinonimájaként pedig a gravitációs erőt. Ezek nem azonosak. A gravitáció két tömeg közötti állandó vonzás, a nehézkedés viszont gravitáció nélkül, gyorsulással is létrehozható. A tömegek között ható kölcsönös vonzóerőt általános tömegvonzásnak, más néven gravitációs erőnek nevezzük. Egy testre ható gravitációs erő az egyik összetevője a test súlyának.

A leeső test mozgásának okát elsőként Sir Isaac Newton azonosította egy erővel, amely a testre hat, és amelyet „univerzális gravitációskölcsönhatás”-ként írt le Philosophiae Naturalis Principia Mathematica című könyvében. A később többek által kiegészített elmélet szerint két, tömeggel rendelkező test egymásra vonzerőt fejt ki, ez az erő a két test tömegközéppontját összekötő egyenesen helyezkedik el, és mindkét test tömegével arányos, ugyanakkor a testeket egymástól távolítva csökken. A gravitációs erő egyetlen feltétele és oka a testek tömege. Minden test, anyagi összetételétől, halmazállapotától, hőmérsékletétől függetlenül folyamatosan kifejti a tömegéből eredő vonzerőt. Az erő bármilyen távolságból hat, bár a távolsággal gyengül, és a gravitációs erő el nem téríthető és nem árnyékolható.

A gravitációs vonzerő nagysága a következő összefüggés szerint számítható ki:

Ahol m₁ és m₂ a két test tömege, d a két test tömegközéppontja közti távolság, továbbá G a gravitációs állandó, amelynek ma elfogadott értéke:

Newton: /Ezt egy külön diára képpel ellátva, mintegy bevezető./

Sir Isaac Newton (Woolsthorpe-by-Colsterworth, 1643. január 4. – London, 1727. március 20.) angol fizikus, matematikus, csillagász, filozófus és alkimista; a modern történelem egyik kiemelkedő tudósa.




 



Élete:

Newton Woolsthorpe-by-Colsterworth falucskában született idősebb Isaac Newton és Hannah Ayscough gyermekeként, 1643. január 4-én. Tizenkét éves volt, amikor beiratkozott Grantham város gimnáziumába, ahonnan édesanyja 17 éves korában hívta haza, hogy vezesse otthon a gazdaságot. Woolsthorpe-ban azonban már nem érezte jól magát. Fejében milliónyi gondolat cikázott, a kutatás vágya és legfőképp a hit, mely szerint igenis meg lehet érteni a világot, van elég nyom. Szerencsére tehetségére két ember is felfigyelt. Az egyikük John Stokes, a granthami gimnázium igazgatója, a másik pedig anyai nagybátyja, William Ayscough. Kettejüknek sikerült meggyőzniük Newton anyját, hogy engedje vissza fiát Grantham-be. Tizennyolc évesen kitűnő bizonyítvánnyal végzett.


Tanára ezt mondta róla:

„Zsenialitása mostantól felfelé szárnyal, és egyre nagyobb fénnyel ragyog. Különösen a versírásban jeleskedik. (…) Felülmúlja a legvérmesebb reményeimet is, melyeket hozzá fűztem.”1669-ben Newtont a cambridge-i egyetem professzorává léptették elő. Később kidolgozta a gravitáció elméletét, amely szerint két test vonzza egymást, ez az erő arányos a két test szorzatával és fordítottan arányos a testek távolságának négyzetével. A közismert történet szerint Newton a fejére pottyanó alma hatására értette meg, hogy a földi tárgyakat és égitesteket mozgató erő ugyanaz. Egy kortárs író, William Stukeley írta ezt először Memoirs of Sir Isaac Newton's Life című művében: „Egy alma lehullása okozta, mikor elmélkedve ott ült. Miért esik az alma mindig a földre, tette fel a kérdést magának. Miért nem oldalra vagy felfelé esik, hanem mindig a föld középpontja felé?”

Sir Isaac Newton 1727. március 20-án halt meg Londonban.

Égitestek:

Égitestnek a világűrben található objektumokat nevezzük. Az Univerzum anyaga a jelenleg leggyakrabban hallott elmélet szerint az Ősrobbanás során keletkezett, és annak energiájával szóródott szét a térben. Ahhoz, hogy a térben egyenlőtlenül szétterjedt gáz atomjai, egyszerű molekulái porszemcsékké álljanak össze, a saját tömegvonzásuk parányi erejére volt szükség. És ezek a porszemcsék ugyancsak a gravitációjuk hatására álltak össze, nagyon lassan, kisebb rögökké, végül egész égitestekké, az óriáscsillagoktól a kavicsnyi meteorokig. Ha az összetapadt anyagnak a tömege már elég nagy lett, akkor a saját gravitációjának hatására gömbszerű alakzatba tömörült.

A legújabb megfigyelések szerint az üstökösmagoknak és kisbolygóknak legalább egy része nem a korábban feltételezett, tömör, sziklaszerű tömbbé állt össze, hanem a világűr hidegében megfagyott gáz által összekötött porszemcsék szerkezete inkább a megszilárdult cukorhab törékenységéhez lehet hasonló. Ennek az oka az, hogy ezeknek a kis égitesteknek a gravitációja ennél erősebb tömörödésre nem kényszeríti az anyagukat.

Mára teljesen ismertté és elfogadottá vált a tény, hogy a Föld bolygótársaival együtt a Nap körül kering, a naprendszerünket alkotva. A keringő mozgás a Naptól kifelé ható centrifugális erőt hoz létre, amelyet a Nap gravitációs ereje ellensúlyoz, megközelítőleg körpályán tartva a bolygókat. Ha a Nap tömege és tömegvonzási ereje a mainál kisebb vagy nagyobb lenne, akkor a Föld keringési pályája is más távolságban lenne, és a Földön valószínűleg nem is jött volna létre a szárazföldi élet. (Megjegyzendő, hogy ha a Napnak más lenne a tömege, akkor sugárzásának ereje és összetétele is más lenne, igazodva a csillagfejlődés törvényeihez.) Ha a Nap gravitációja megszűnne, a Föld a pillanatnyi pályáját egyenesen folytatva, megtartva mostani 30 km/s sebességét, elszáguldana a csillagközi térbe.