Išstudijavus fizikos kursą studentų sąmonėje yra visokių konstantų ir jų vertybių. Gravitacijos ir mechanikos tema nėra išimtis. Dažniausiai jie negali atsakyti į klausimą, kokią vertę turi gravitacinė konstanta. Bet jie visada vienareikšmiškai atsakys, kad tai yra visuotinės gravitacijos dėsnyje.

Iš gravitacinės konstantos istorijos

Įdomu tai, kad Niutono kūryboje tokio kiekio nėra. Fizikoje tai pasirodė daug vėliau. Jei tiksliau – tik XIX amžiaus pradžioje. Bet tai nereiškia, kad jos nebuvo. Tiesiog mokslininkai jo neapibrėžė ir nežinojo tikslios reikšmės. Beje, apie prasmę. Gravitacinė konstanta nuolat tikslinama, nes tai yra dešimtainė trupmena su daugybe skaitmenų po kablelio, prieš kurią rašomas nulis.

Būtent tai, kad ši vertė įgauna tokią mažą reikšmę, paaiškina, kodėl gravitacinių jėgų poveikis mažiems kūnams yra nepastebimas. Vien dėl šio daugiklio traukos jėga pasirodo nereikšminga.

Pirmą kartą fizikas G. Cavendishas nustatė vertę, kurią įgyja gravitacinė konstanta. Ir tai atsitiko 1788 m.

Jo eksperimentuose buvo naudojamas plonas strypas. Jis buvo pakabintas ant plonos varinės vielos ir buvo maždaug 2 metrų ilgio. Prie šios meškerės galų buvo pritvirtinti du vienodi 5 cm skersmens švino rutuliukai, prie kurių padėti dideli švino rutuliai. Jų skersmuo jau siekė 20 cm.

Priartėjus dideliems ir mažiems kamuoliukams, meškerė pasisuko. Tai kalbėjo apie jų patrauklumą. Iš žinomų masių ir atstumų bei išmatuotos sukimo jėgos buvo galima gana tiksliai išsiaiškinti, kam lygi gravitacinė konstanta.

Ir viskas prasidėjo nuo laisvo kūnų kritimo

Jei skirtingos masės kūnai bus patalpinti į tuštumą, jie kris vienu metu. Priklausomai nuo jų kritimo iš to paties aukščio ir jo pradžios tuo pačiu metu. Buvo galima apskaičiuoti pagreitį, kuriuo visi kūnai krenta į Žemę. Paaiškėjo, kad jis yra maždaug lygus 9,8 m / s 2.

Mokslininkai nustatė, kad jėga, kuria viskas traukia į Žemę, yra visada. Be to, tai nepriklauso nuo aukščio, į kurį juda kūnas. Vienas metras, kilometras ar šimtai kilometrų. Kad ir kaip toli būtų kūnas, jį trauks Žemė. Kitas klausimas, kaip jo vertė priklausys nuo atstumo?

Būtent į šį klausimą anglų fizikas I. Niutonas ir rado atsakymą.

Kūnų traukos jėgos mažinimas jų atstumu

Pirmiausia jis iškėlė prielaidą, kad gravitacijos jėga mažėja. Ir jo vertė yra atvirkščiai susijusi su atstumu kvadratu. Be to, šis atstumas turi būti skaičiuojamas nuo planetos centro. Ir atliko keletą teorinių skaičiavimų.

Tada šis mokslininkas panaudojo astronomų duomenis apie natūralaus Žemės palydovo – Mėnulio – judėjimą. Niutonas apskaičiavo, kokiu pagreičiu jis sukasi aplink planetą, ir gavo tuos pačius rezultatus. Tai liudijo jo samprotavimų teisingumą ir leido suformuluoti visuotinės gravitacijos dėsnį. Gravitacinės konstantos jo formulėje dar nebuvo. Šiame etape buvo svarbu nustatyti priklausomybę. Kas ir buvo padaryta. Gravitacijos jėga mažėja atvirkščiai proporcingai atstumui nuo planetos centro kvadratu.

Į visuotinės gravitacijos dėsnį

Niutonas toliau mąstė. Kadangi Žemė traukia Mėnulį, ji pati turi būti traukiama prie Saulės. Be to, tokios traukos jėga taip pat turi paklusti jo aprašytam dėsniui. Ir tada Niutonas išplėtė jį į visus visatos kūnus. Todėl įstatymo pavadinime yra žodis „universalus“.

Visuotinės kūnų traukos jėgos apibrėžiamos kaip proporcingos masių sandaugai ir atvirkštinės atstumo kvadratui. Vėliau, kai buvo nustatytas koeficientas, įstatymo formulė įgavo tokią formą:

• F t \u003d G (m 1 * x m 2): r 2.

Jame yra šie pavadinimai:

Gravitacinės konstantos formulė išplaukia iš šio dėsnio:

• G \u003d (F t X r 2): (m 1 x m 2).

Gravitacinės konstantos reikšmė

Dabar atėjo laikas konkretiems skaičiams. Kadangi mokslininkai nuolat tobulina šią vertę, skirtingais metais buvo oficialiai priimti skirtingi skaičiai. Pavyzdžiui, 2008 m. duomenimis, gravitacinė konstanta yra 6,6742 x 10 -11 Nˑm 2 /kg 2. Praėjo treji metai – ir konstanta buvo perskaičiuota. Dabar gravitacinė konstanta yra lygi 6,6738 x 10 -11 Nˑm 2 /kg 2. Tačiau moksleiviams, sprendžiant problemas, leidžiama jį suapvalinti iki tokios vertės: 6,67 x 10 -11 Nˑm 2 /kg 2.

Kokia fizinė šio skaičiaus prasmė?

Jei į formulę, pateiktą universaliosios gravitacijos dėsniui, pakeisime konkrečius skaičius, gausime įdomų rezultatą. Konkrečiu atveju, kai kūnų masė yra lygi 1 kilogramui ir jie yra 1 metro atstumu, gravitacijos jėga pasirodo lygi pačiam skaičiui, kuris yra žinomas dėl gravitacinės konstantos.

Tai yra, gravitacinės konstantos reikšmė yra ta, kad ji parodo, kokia jėga tokie kūnai bus pritraukti vieno metro atstumu. Skaičius rodo, kokia maža ši jėga. Juk tai dešimčia milijardų mažiau nei vienu. Jos net nematyti. Net ir šimtą kartų padidinus kūnus, rezultatas iš esmės nepasikeis. Tai vis tiek liks daug mažiau nei vienybė. Todėl tampa aišku, kodėl traukos jėga pastebima tik tose situacijose, jei bent vienas kūnas turi didžiulę masę. Pavyzdžiui, planeta ar žvaigždė.

Kaip gravitacinė konstanta yra susijusi su laisvo kritimo pagreičiu?

Jei palygintume dvi formules, iš kurių viena bus skirta gravitacijai, o kita – Žemės traukos dėsniui, pamatysime paprastą modelį. Gravitacijos konstanta, Žemės masė ir atstumo iki planetos centro kvadratas sudaro koeficientą, lygų laisvojo kritimo pagreitiui. Jei tai parašysime formule, gausime:

• g = (G x M): r2.

Be to, jame naudojamas toks žymėjimas:

Beje, gravitacinę konstantą taip pat galima rasti iš šios formulės:

• G \u003d (g x r 2): M.

Jei norite sužinoti laisvojo kritimo pagreitį tam tikrame aukštyje virš planetos paviršiaus, tada ši formulė bus naudinga:

• g \u003d (G x M): (r + n) 2, kur n yra aukštis virš Žemės paviršiaus.

Problemos, kurioms reikia žinių apie gravitacinę konstantą

Užduotis viena

Būklė. Koks yra laisvojo kritimo pagreitis vienoje iš Saulės sistemos planetų, pavyzdžiui, Marse? Yra žinoma, kad jo masė yra 6,23 10 23 kg, o planetos spindulys yra 3,38 10 6 m.

Sprendimas. Turite naudoti formulę, kuri buvo parašyta Žemei. Tiesiog pakeiskite jame užduotyje nurodytas reikšmes. Pasirodo, gravitacijos pagreitis bus lygus 6,67 x 10 -11 ir 6,23 x 10 23 sandaugai, kurią tada reikia padalyti iš kvadrato 3,38 10 6 . Skaitiklyje reikšmė yra 41,55 x 10 12. Ir vardiklis bus 11,42 x 10 12. Rodikliai mažės, todėl atsakymui pakanka išsiaiškinti dviejų skaičių koeficientą.

Atsakymas: 3,64 m/s 2 .

Antra užduotis

Būklė. Ką daryti su kūnais, kad jų traukos jėga būtų sumažinta 100 kartų?

Sprendimas. Kadangi kūnų masės keisti negalima, jėga sumažės dėl jų atsitraukimo vienas nuo kito. Šimtas gaunamas padalijus kvadratu 10. Tai reiškia, kad atstumas tarp jų turėtų padidėti 10 kartų.

Atsakymas: perkelkite juos į atstumą, didesnį nei originalas 10 kartų.

Visi eksperimentuotojų bandymai sumažinti Žemės gravitacinės konstantos matavimo paklaidą iki šiol buvo sumažinti iki nulio. Kaip minėta anksčiau, nuo Cavendish laikų šios konstantos matavimo tikslumas beveik nepadidėjo. Daugiau nei du šimtmečius matavimo tikslumas nekito. Tokią situaciją pagal analogiją su „ultravioletinę katastrofą“ galima pavadinti „gravitacinės konstantos katastrofa“. Iš ultravioletinės katastrofos išsikapstėme pasitelkę kvantus, bet kaip išsivaduoti iš katastrofos su gravitacijos konstanta?

Iš Cavendish sukimo balanso nieko negalima išspausti, todėl išeitį galima rasti naudojant vidutinę gravitacijos pagreičio vertę ir apskaičiuoti G iš gerai žinomos formulės:

Kur g yra laisvojo kritimo pagreitis (g = 9,78 m / s 2 - ties pusiauju; g = 9,832 m / s 2 - ties ašigaliais).

R yra Žemės spindulys, m,

M yra Žemės masė, kg.

Standartinė gravitacinio pagreičio vertė, priimta konstruojant vienetų sistemas, yra: g=9,80665. Taigi vidutinė vertė G bus lygus:

Pagal gautą G, nurodykite temperatūrą pagal proporciją:

6,68 10 -11 ~x=1 ~ 4,392365689353438 10 12

Ši temperatūra Celsijaus skalėje atitinka 20,4 o .

Toks kompromisas, manau, galėtų patenkinti abi puses: eksperimentinę fiziką ir komitetą (CODATA), kad nebūtų periodiškai peržiūrima ir nekeičiama Žemės gravitacinės konstantos vertė.

Galima „įstatymiškai“ patvirtinti dabartinę Žemės gravitacinės konstantos reikšmę G=6,67408·10 -11 Nm 2 /kg 2, tačiau koreguoti standartinę reikšmę g=9,80665, šiek tiek sumažinant jos reikšmę.

Be to, jei naudosime vidutinę Žemės temperatūrą, lygią 14 o C, tai gravitacinė konstanta bus lygi G=6,53748·10 -11 .

Taigi, turime tris vertes, kurios yra gravitacinės konstantos pjedestalas GŽemės planetai: 1) 6,67408 10–11 m³/(kg s²); 2) 6,68 10–11 m³/(kg s²); 3) 6,53748 10–11 m³/(kg s²).

Belieka CODATA komitetui priimti galutinį verdiktą, kurį iš jų patvirtinti kaip Žemės gravitacinę konstantą.

Man gali būti prieštaraujama, kad jei gravitacinė konstanta priklauso nuo sąveikaujančių kūnų temperatūros, tai dieną ir naktį, žiemą ir vasarą traukos jėgos turėtų skirtis. Taip, būtent taip ir turi būti, su mažais kūneliais. Tačiau Žemė yra didžiulis, greitai besisukantis rutulys, turintis didžiulę energijos atsargą. Vadinasi, vientisas iš Žemės skrendančių krafonų skaičius žiemą ir vasarą, dieną ir naktį yra vienodas. Todėl pagreitis dėl gravitacijos vienoje platumoje visada išlieka pastovus.

Jei persikeliate į Mėnulį, kur temperatūrų skirtumas tarp dienos ir nakties pusrutulių labai skiriasi, gravimetrai turėtų fiksuoti traukos jėgos skirtumą.

susijusių pranešimų

11 komentarų

Tik vienas klausimas tau:

O gal jūs turite energijos erdvėje, kuri nesklinda sferoje?

O jei jau nusprendėte pereiti prie temperatūros, tai masės centrų taškuose, kurie, žinoma, teisingiau skleidžia energiją, taip pat nežinoma (eksperimentiškai to niekaip negalima patvirtinti), atitinkamai dar reikia paskaičiuoti.

Na, jūs net neturite prasmingiausio kūnų gravitacinės sąveikos proceso aprašymo, kažkokie „raudoni fotonai (krafonai) įskrido į kūną, atnešė energiją, tai suprantama, bet neatsako į klausimą: kodėl jis turėtų pradėti judėti tuo pačiu metu (judėti) tiksliai ta kryptimi, iš kurios jie atvyko, o ne priešinga kryptimi, tai yra pagal taikomą jėgą (duotą energijos impulsui iš šių jūsų krafonų)?

Tik vienas klausimas tau:
Jei jau pradėjote kalbėti apie energiją, tai kodėl visiškai pamiršote apie 4Pi prieš R^2?!
O gal jūs turite energijos erdvėje, kuri nesklinda sferoje?
O jei jau nusprendėte pereiti prie temperatūros, tai masės centrų taškuose, kurie, žinoma, teisingiau skleidžia energiją, taip pat nežinoma (eksperimentiškai to niekaip negalima patvirtinti), atitinkamai dar reikia paskaičiuoti.
Na, jūs net neturite prasmingiausio kūnų gravitacinės sąveikos proceso aprašymo, kažkokie „raudoni fotonai (krafonai) įskrido į kūną, atnešė energiją, tai suprantama, bet neatsako į klausimą: kodėl jis turėtų pradėti judėti tuo pačiu metu (judėti) tiksliai ta kryptimi, iš kurios jie atvyko, o ne priešinga kryptimi, tai yra pagal taikomą jėgą (duotą energijos impulsui iš šių jūsų krafonų)?
________________________________________________________
Vietoj vieno pateikto klausimo buvo trys, bet ne tai.
1. Dėl 4π. (9) ir (10) formulėse R2 yra atstumas nuo kūno (objekto) iki Žemės centro. Kur čia turėtų atsirasti 4π, neaišku.
2. Dėl maksimalios medžiagos temperatūros gamtoje. Jūs, matyt, buvote per tingus, kad atidarytumėte nuorodą straipsnio pabaigoje: „Gravitacinė konstanta yra kintamasis“.
3. Dabar apie „prasmingą kūnų gravitacinės sąveikos proceso aprašymą“. Viskas apgalvota ir aprašyta. Apie tai, kuria kryptimi skrenda tie patys krafonai, skaitome straipsnius: „“. Saulės fotonai prasideda nuo Šviestuvo paviršiaus be atatrankos, įgydami prisitvirtinimo impulsus. Fotonas, priešingai nei materialus pasaulis, neturi inercijos – jo impulsas atsiranda atsiskyrimo nuo šaltinio momentu be atatrankos!
Atatrankos reiškinys pastebimas tik kūnuose, kai, veikiamas vidinių jėgų, jis skyla į dalis, skrisdamas priešingomis kryptimis. Fotonas neskyla į dalis, neišsiskiria su įgytu impulsu, kol nėra sugertas, todėl jam galios išraiška (3).
“, ir 2 dalis.
Citata iš 2 dalies: „Krafonai iš elementaraus rutulio išskrenda spontaniškai, įvairiomis kryptimis išilgai jo paviršiaus normalės. Be to, jos nukreiptos daugiausia į atmosferą, t.y. į retesnį elektromagnetinį eterį (EME), palyginti su Pasaulio vandenyno vandenų EME. Iš esmės tas pats vaizdas stebimas ir žemynuose.
Mieli skaitytojai, tema: kaip atsiranda gravitacija ir kas yra jos nešėjas, skaitykite visą skyrių pavadinimu „Gravitacija“. Žinoma, taip pat galite pasirinktinai spustelėti mygtuką „Svetainės žemėlapis“, esantį viršutiniame meniu, esančiame virš svetainės antraštės.

Papildymas prie ankstesnio komentaro.

2016 m. spalio 12 d Elektroninio mokslinio ir praktinio žurnalo „Modern Scientific Research and Innovation“ puslapiuose mano straipsnis buvo publikuotas pavadinimu „Fotoninė-kvantinė gravitacija“. Straipsnyje aprašoma gravitacijos esmė. Skaitykite nuorodoje:

P.S. Aleksejus Jūs teisus, šiame žurnale tokio straipsnio nėra. Perskaitykite mano komentarą žemiau.

Kažko trūksta jūsų straipsnyje „Šiuolaikinių mokslinių tyrimų ir inovacijų“ spalio mėnesio numeryje ((

„Kažko trūksta jūsų straipsnio spalio mėnesio „Šiuolaikiniai moksliniai tyrimai ir inovacijos“ (()
Straipsnis: ŽEMĖS GRAVITĖS FOTONAS-KVANTIS GRAVITĖS perkeltas į kitą žurnalą: Scientific-Researches Nr.5(5), 2016, p. 79
http://tsh-journal.com/wp-content/uploads/2016/11/VOL-1-No-5-5-2016.pdf

2017-01-05. Ar jums būtų sunku išsamiau parodyti savo Žemės masės ir spindulio skaičiavimus, naudojamus Žemės patikrinimo formulėje G (9). Ar bijote kokios nors fizinės tautologijos, naudojant šias vertes, APSKAIČIUOTAS su tomis pačiomis konstantomis? Mikula

„Ar jums būtų sunkiau detaliau parodyti savo Žemės masės ir spindulio skaičiavimus, naudojamus Žemės patikros formulėje G (9). Ar bijote kokios nors fizinės tautologijos, naudojant šias vertes, APSKAIČIUOTAS su tomis pačiomis konstantomis? Mikula"
———————————
Taip, daug daugiau. 9 formulėje laisvojo kritimo pagreičiui apskaičiuotos dvi kraštutinės G reikšmės (g=9,78 m/s2 – ties pusiauju; g=9,832 m/s2 – ties ašigaliais). Standartinei laisvojo kritimo pagreičio vertei ji daroma 10. Kalbant apie Žemės masę ir spindulį, jie praktiškai nesikeis. Kas yra tautologija, aš nematau.

Taip, daug daugiau. 9 formulėje laisvojo kritimo pagreičiui apskaičiuotos dvi kraštutinės G reikšmės (g=9,78 m/s2 – ties pusiauju; g=9,832 m/s2 – ties ašigaliais). Standartinei laisvojo kritimo pagreičio vertei ji daroma 10. Kalbant apie Žemės masę ir spindulį, jie praktiškai nesikeis. Kas yra tautologija, aš nematau.

„Visi kūnai, turintys masę, sužadina gravitacinius laukus supančioje erdvėje, lygiai taip pat, kaip elektra įkrautos dalelės sudaro aplink save elektrostatinį lauką. Galima daryti prielaidą, kad kūnai turi gravitacinį krūvį, panašų į elektrinį, arba, kitaip, turi gravitacinę masę. Labai tiksliai buvo nustatyta, kad inercinė ir gravitacinė masės sutampa.
2
Tegul yra du taškiniai kūnai, kurių masės m1 ir m2. Jas vieną nuo kitos skiria atstumas r. Tada gravitacinės traukos jėga tarp jų lygi: F=C·m1·m2/r², kur С yra koeficientas, priklausantis tik nuo pasirinktų matavimo vienetų.

3
Jei Žemės paviršiuje yra mažas kūnas, jo dydžio ir masės galima nepaisyti, nes Žemės matmenys juos gerokai viršija. Nustatant atstumą tarp planetos ir paviršiaus kūno, atsižvelgiama tik į Žemės spindulį, nes kūno aukštis lyginant su juo yra nereikšmingas. Pasirodo, Žemė traukia kūną jėga F=M/R², kur M – Žemės masė, R – jos spindulys.
4
Pagal visuotinės gravitacijos dėsnį, kūnų pagreitis, veikiamas žemės paviršiaus gravitacijos, yra: g=G M/R². Čia G yra gravitacinė konstanta, skaitine prasme lygi maždaug 6,6742 10^(−11).
5
Gravitacinis pagreitis g ir žemės spindulys R randami tiesioginiais matavimais. Konstanta G buvo nustatyta labai tiksliai Cavendish ir Yolli eksperimentuose. Taigi, Žemės masė yra M=5,976 10^27 g ≈ 6 10^27 g.

Phtautologija, mano nuomone, žinoma, klaidinga, slypi tame, kad skaičiuojant Žemės masę, naudojamas tas pats Cavendish Yolli koeficientas G, vadinamas gravitacine konstanta, kuri net nėra pastovi, su kuo aš visiškai sutinku. su tavimi. Todėl jūsų pranešimas „Negalite nieko išspausti iš Cavendish sukimo balanso, todėl išeitį galima rasti naudojant vidutinę laisvojo kritimo pagreičio vertę ir apskaičiuoti G pagal gerai žinomą formulę:“ nėra visiškai teisingas. Jūsų konstantos G skaičiavimas jau buvo panaudotas skaičiuojant Žemės masę. Jokiu būdu nenoriu jums priekaištauti, tiesiog labai noriu susidoroti su šia gravitacijos konstanta, kurios net Niutonas nepriskyrė Roberto Huko dėsniui. Su gilia pagarba Mikula.

Mielas Mikula, Jūsų noras suprasti gravitacijos konstantą ir su ja susidoroti yra pagirtinas. Atsižvelgiant į tai, kad daugelis mokslininkų norėjo suprasti šią konstantą, tačiau nedaug kam tai pavyko.
"Konstanta G buvo labai tiksliai nustatyta Cavendish ir Yolli eksperimentais."
Ne! C nėra didelis! Priešingu atveju, kam mokslas eikvotų pinigus ir laiką jo eiliniam pakartotiniam patikrinimui ir išaiškinimas, t.y. rezultatų vidurkį, o tai ir daro CODATA. O jis reikalingas vien tam, kad „pasvertume Žemę“ ir sužinotume jos tankį, kuo Cavendish išgarsėjo. Bet kaip matote, G vaikšto nuo vienos patirties prie kitos. Tas pats pasakytina ir apie laisvojo kritimo pagreitį.
Gravitacinė konstanta yra vienos temperatūros vertės koeficientas, o temperatūra yra grąžulo temperatūra.
Ką aš siūlau? Žemės planetai kartą ir visiems laikams nustatykite vieną G reikšmę ir paverskite ją tikrai pastovia, atsižvelgiant į g.
Nepatingėkite, perskaitykite visus straipsnius po antrašte G (gravitacinė konstanta), manau, daug kas jums paaiškės. Pradėti iš naujo:

Mūsų kelias tamsoje... Ir mes savo kaktomis atsitrenkiame ne tik į gleivėtas požemio sienas, ieškodami išėjimo žvilgsnių, bet ir į tų pačių nelaimingųjų kaktas, keikdamiesi ir keikdamiesi... luoši, berankiai. , akli elgetos... Ir mes vienas kito negirdime. Ištiesiame ranką ir gauname joje spjaudytą... ir todėl Mūsų kelias yra begalinis... Ir vis dėlto... čia mano ranka. Tai mano versija, kaip suprasti gravitacijos prigimtį... ir „stiprią jėgą“.
Mezentsevas Nikolajus Fiodorovičius

Tavo ranka, deja, man niekaip nepadėjo, bet kodėl.

Ši svetainė naudoja Akismet kovai su šiukšlėmis. .

Jūsų komentaras yra moderuojamas.

Gravitacinė konstanta, kuri yra vienas iš pagrindinių fizikos dydžių, pirmą kartą paminėtas XVIII a. Tuo pačiu metu buvo imtasi pirmųjų bandymų išmatuoti jo vertę, tačiau dėl instrumentų netobulumo ir nepakankamų žinių šioje srityje tai padaryti pavyko tik XIX amžiaus viduryje. Vėliau gautas rezultatas buvo ne kartą taisytas (paskutinį kartą tai buvo padaryta 2013 m.). Tačiau reikia pažymėti, kad esminis skirtumas tarp pirmojo (G = 6,67428(67) 10 −11 m³ s −2 kg −1 arba N m² kg −2) ir pastarojo (G = 6,67384( 80) 10 −11 m³ s −2 kg −1 arba N m² kg −2) reikšmės neegzistuoja.

Taikant šį koeficientą praktiniams skaičiavimams, reikia suprasti, kad konstanta tokia yra globaliose universaliose sąvokose (jei nedarote išlygų elementariajai dalelių fizikai ir kitiems mažai tyrinėtiems mokslams). O tai reiškia, kad Žemės, Mėnulio ar Marso gravitacinė konstanta viena nuo kitos nesiskirs.

Šis dydis yra pagrindinė klasikinės mechanikos konstanta. Todėl gravitacinė konstanta dalyvauja atliekant įvairius skaičiavimus. Visų pirma, neturėdami informacijos apie daugiau ar mažiau tikslią šio parametro reikšmę, mokslininkai negalėtų apskaičiuoti tokio svarbaus kosmoso pramonėje koeficiento kaip laisvojo kritimo pagreitis (kuris bus skirtingas kiekvienai planetai ar kitam kosminiam kūnui) .

Tačiau Niutonas, kuris išreiškė bendrai, gravitacinė konstanta buvo žinoma tik teoriškai. Tai yra, jis sugebėjo suformuluoti vieną iš svarbiausių fizinių postulatų, neturėdamas informacijos apie vertę, kuria jis iš tikrųjų remiasi.

Skirtingai nuo kitų pagrindinių konstantų, fizika gali tik su tam tikru tikslumu pasakyti, kam lygi gravitacinė konstanta. Jo vertė periodiškai gaunama iš naujo ir kiekvieną kartą skiriasi nuo ankstesnės. Dauguma mokslininkų mano, kad šis faktas susijęs ne su jo pokyčiais, o su banalesnėmis priežastimis. Pirma, tai yra matavimo metodai (atliekami įvairūs eksperimentai šiai konstantai apskaičiuoti), antra, prietaisų tikslumas, kuris palaipsniui didėja, duomenys tikslinami, gaunamas naujas rezultatas.

Atsižvelgiant į tai, kad gravitacinė konstanta yra dydis, matuojamas nuo 10 iki -11 galios (tai yra ypač maža klasikinės mechanikos reikšmė), nėra nieko stebėtino nuolatiniame koeficiento patikslinime. Be to, simbolis gali būti taisomas, pradedant nuo 14 po kablelio.

Tačiau šiuolaikinėje bangų fizikoje yra ir kita teorija, kurią dar praėjusio amžiaus aštuntajame dešimtmetyje iškėlė Fred Hoyle ir J. Narlikar. Remiantis jų prielaidomis, gravitacinė konstanta laikui bėgant mažėja, o tai turi įtakos daugeliui kitų rodiklių, kurie laikomi konstantomis. Taigi amerikiečių astronomas van Flandernas pastebėjo nežymaus Mėnulio ir kitų dangaus kūnų pagreičio reiškinį. Vadovaujantis šia teorija, reikėtų manyti, kad ankstyvuosiuose skaičiavimuose globalių klaidų nebuvo, o gautų rezultatų skirtumas paaiškinamas pačios konstantos reikšmės pokyčiais. Ta pati teorija kalba apie kai kurių kitų dydžių nenuoseklumą, pvz

GRAVITACINĖ KONSTANTĖ- proporcingumo koeficientas G aprašančioje formoje gravitacijos dėsnis.

G. p. skaitinė reikšmė ir matmenys priklauso nuo pasirinktos masės, ilgio ir laiko matavimo vienetų sistemos. G. p. G, kurio matmuo L 3 M -1 T -2, kur ilgis L, svoris M ir laikas T išreikštas SI vienetais, įprasta vadinti Cavendish G. p. Jis nustatomas laboratoriniu eksperimentu. Visus eksperimentus sąlygiškai galima suskirstyti į dvi grupes.

Pirmoje eksperimentų grupėje gravitacijos jėga. sąveika lyginama su horizontalaus sukimo balanso sriegio tamprumo jėga. Tai lengvas rokeris, kurio galuose fiksuojamos vienodos bandomosios masės. Ant plono elastingo sriegio svirtis pakabinama veikiant gravitacijai. atskaitos masės laukas. Gravitacijos vertė. Bandomosios ir etaloninės masės sąveika (taigi ir G. p. dydis) nustatoma pagal sriegio posūkio kampą (statinis metodas), arba pagal sukimo balanso dažnio pokytį, kai perkeliamos etaloninės masės (dinaminis metodas). Pirmą kartą G. daikto torsioninėmis svarstyklėmis, apibrėžtomis 1798 m. G. Cavendish (H. Cavendish).

Antroje eksperimentų grupėje gravitacijos jėga. sąveika lyginama su , kuriai naudojama balanso skalė. Tokiu būdu G. p. pirmą kartą atpažino Ph. Jolly 1878 m.

Vertė Cavendish G. p., įtraukta į intern. asteris. sąjunga astralinėje sistemoje. nuolatinis (SAP) 1976, kuris naudojamas iki šiol, 1942 m. gautas P. Heyl ir P. Chrzanowski iš JAV Nacionalinio priemonių ir standartų biuro. SSRS G. p. pirmą kartą buvo apibrėžtas Valstybės Astr. tuose juose. P. K. Sternbergas (GAISh) Maskvos valstybiniame universitete.

Visuose šiuolaikiniuose buvo naudojami Cavendish G. daikto apibrėžimai (tab.) sukimo svarstyklės. Be aukščiau paminėtų, buvo naudojami ir kiti torsioninių svarstyklių veikimo režimai. Jei etaloninės masės sukasi aplink sukimo sriegio ašį dažniu, lygiu balanso natūraliųjų virpesių dažniui, tai apie Gp dydį galima spręsti iš torsioninių virpesių amplitudės rezonansinio pokyčio (rezonanso metodas). Dinaminis modifikavimas. metodas yra sukimosi metodas, kai platforma kartu su joje sumontuotais sukimo svarmenimis ir atskaitos masėmis sukasi su stulpu. ang. greitis.

Pateikta lentelėje. RMS klaidos rodo vidines kiekvieno rezultato konvergencija. Tam tikras neatitikimas tarp G. p. reikšmių, gautų atliekant skirtingus eksperimentus, yra dėl to, kad G. p. apibrėžimas reikalauja absoliučių matavimų, todėl galimas sistemingas. klaidų rezultatus. Akivaizdu, kad patikimą G. p reikšmę galima gauti tik įvertinus dec. apibrėžimai.

Tiek Niutono gravitacijos teorijoje, tiek bendrojoje Einšteino reliatyvumo teorijoje (GR) G. p. laikomas universalia gamtos konstanta, kuri nesikeičia erdvėje ir laike ir nepriklauso nuo fizinės. ir chem. vidutinių ir gravitacinių masių savybės. Yra gravitacijos teorijos variantų, numatančių Gp kintamumą (pavyzdžiui, Dirako teorija, skaliarinės-tenzorinės gravitacijos teorijos). Kai kurie modeliai prailginti supergravitacija(bendrosios reliatyvumo teorijos kvantinis apibendrinimas) taip pat prognozuoja G. p priklausomybę nuo atstumo tarp sąveikaujančių masių. Tačiau šiuo metu turimi stebėjimų duomenys, taip pat specialiai sukurti laboratoriniai eksperimentai dar neleidžia aptikti pokyčių G. p.

Lit.: Sagitovas M. U., Gravitacijos konstanta ir M., 1969; Sagitov M. U. ir kt., Naujas Cavendish gravitacinės konstantos apibrėžimas, DAN SSSR, 1979, t. 245, p. 567; Milyukovas V.K., Ar tai keičiasi gravitacinė konstanta?, „Gamta“, 1986, Nr. 6, p. 96.

Matavimo istorija

Gravitacinė konstanta yra įtraukta į šiuolaikinius visuotinės gravitacijos dėsnio įrašus, tačiau iki XIX amžiaus pradžios Niutono ir kitų mokslininkų darbuose jos aiškiai nebuvo. Gravitacinė konstanta dabartine forma pirmą kartą buvo įtraukta į visuotinės gravitacijos dėsnį, matyt, tik perėjus prie vienos metrinės matų sistemos. Galbūt pirmą kartą tai padarė prancūzų fizikas Puasonas traktate apie mechaniką (1809), bent jau jokie ankstesni darbai, kuriuose atsirastų gravitacinė konstanta, istorikų nebuvo identifikuoti. 1798 m. Henris Cavendishas atliko eksperimentą, siekdamas nustatyti vidutinį Žemės tankį, naudodamas Johno Michelio išrastą sukimo balansą (Philosophical Transactions, 1798). Cavendish palygino bandomojo kūno švytuoklės svyravimus veikiant žinomos masės rutuliukų gravitacijai ir veikiant Žemės gravitacijai. Gravitacinės konstantos skaitinė vertė buvo apskaičiuota vėliau pagal vidutinį Žemės tankį. Išmatuotos vertės tikslumas G išaugo nuo Cavendish laikų, tačiau jo rezultatas jau buvo gana artimas šiuolaikiniam.

taip pat žr

Pastabos

Nuorodos

• Gravitacijos konstanta- straipsnis iš Didžiosios sovietinės enciklopedijos

Wikimedia fondas. 2010 m.

Pažiūrėkite, kas yra „gravitacinės konstanta“ kituose žodynuose:

GRAVITACINĖ KONSTANTĖ- (gravitacijos konstanta) (γ, G) universalus fizinis. konstanta įtraukta į formulę (žr.) ... Didžioji politechnikos enciklopedija

- (žymimas G) Niutono gravitacijos dėsnio proporcingumo koeficientas (žr. Visuotinį gravitacijos dėsnį), G = (6.67259.0.00085).10 11 N.m²/kg² … Didysis enciklopedinis žodynas

- (žymėjimas G), Niutono GRAVITĖS dėsnio koeficientas. Lygu 6.67259.10 11 N.m2.kg 2 ... Mokslinis ir techninis enciklopedinis žodynas

Fundamentalioji fizika. konstanta G įtraukta į Niutono gravitacijos dėsnį F=GmM/r2, kur m ir M – traukiančių kūnų (medžiagų taškų) masės, r – atstumas tarp jų, F – traukos jėga, G= 6,6720(41)X10 11 N m2 kg 2 (1980 m.). Tiksliausia G. p. reikšmė ...... Fizinė enciklopedija

gravitacinė konstanta- — Naftos ir dujų pramonės temos LT gravitacinė konstanta … Techninis vertėjo vadovas

gravitacinė konstanta- gravitacijos konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. gravitacijos konstanta; gravitacijos konstanta vok. Gravitationskonstante, f rus. gravitacinė konstanta, f; universaliosios gravitacijos konstanta, f pranc. Constante de la gravitation, f … Fizikos terminų žodynas

- (žymimas G), proporcingumo koeficientas Niutono gravitacijos dėsnyje (žr. Visuotinis gravitacijos dėsnis), G \u003d (6,67259 + 0,00085) 10 11 N m2 / kg2. * * * GRAVITACINĖ KONSTANTĖ GRAVITACINĖ KONSTANTĖ (žymima G), faktorius… … enciklopedinis žodynas

Gravitacijos konstanta, visata. fizinis konstanta G, įtraukta į gripą, išreiškianti Niutono gravitacijos dėsnį: G = (6,672 59 ± 0,000 85)*10 11N*m2/kg2 … Didelis enciklopedinis politechnikos žodynas

Proporcingumo koeficientas G formulėje, išreiškiančioje Niutono traukos dėsnį F = G mM / r2, kur F – traukos jėga, M ir m – pritraukiamų kūnų masės, r – atstumas tarp kūnų. Kiti G. p. pavadinimai: γ arba f (rečiau k2). Skaitinis ...... Didžioji sovietinė enciklopedija

- (žymimas G), koeficientas. proporcingumas Niutono traukos dėsnyje (žr. Visuotinis gravitacijos dėsnis), G \u003d (6,67259 ± 0,00085) x 10 11 N x m2 / kg2 ... Gamtos mokslai. enciklopedinis žodynas

Knygos

• Visata ir fizika be „tamsiosios energijos“ (atradimai, idėjos, hipotezės). 2 tomuose. 1 tomas, O. G. Smirnovas. Knygos skirtos fizikos ir astronomijos problemoms, kurios egzistavo moksle dešimtmečius ir šimtus metų nuo G. Galilėjaus, I. Niutono, A. Einšteino iki šių dienų. Mažiausios materijos dalelės ir planetos, žvaigždės ir ...