Kapag nag-aaral ng kursong physics sa paaralan, isang mahalagang paksa sa seksyon ng mechanics ay ang batas ng unibersal na grabitasyon. Sa artikulong ito, susuriin natin nang mabuti kung ano ito, at kung anong pormula sa matematika ang inilalarawan nito, at magbibigay din ng mga halimbawa ng puwersa ng grabidad sa pang-araw-araw na buhay ng tao at sa cosmic scale.
Sino ang Nakatuklas ng Batas ng Gravity
Bago magbigay ng mga halimbawa ng puwersa ng grabidad, maikling ilarawan natin kung sino ang kinikilalang nakatuklas nito.
Mula noong sinaunang panahon, pinagmamasdan ng mga tao ang mga bituin at planeta at alam nilang gumagalaw ang mga ito sa ilang mga tilapon. Bilang karagdagan, ang sinumang tao na walang espesyal na kaalaman ay nauunawaan na gaano man kalayo at taas ang paghagis niya ng bato o iba pang bagay, palagi itong nahuhulog sa lupa. Ngunit wala ni isa sa mga tao ang nakahula na ang mga proseso sa Earth at celestial body ay kinokontrol ng parehong natural na batas.
Noong 1687, naglathala si Sir Isaac Newton ng isang gawaing siyentipiko kung saan una niyang binalangkas ang matematikal.pagbabalangkas ng batas ng unibersal na grabitasyon. Siyempre, hindi nakapag-iisa si Newton sa pagbabalangkas na ito, na personal niyang kinikilala. Ginamit niya ang ilan sa mga ideya ng kanyang mga kontemporaryo (halimbawa, ang pagkakaroon ng isang baligtad na proporsyonalidad sa parisukat ng distansya ng puwersa ng pagkahumaling sa pagitan ng mga katawan), pati na rin ang naipon na eksperimentong karanasan sa mga tilapon ng mga planeta (Kepler's three mga batas). Ang pagiging henyo ni Newton ay nagpakita ng sarili sa katotohanan na pagkatapos suriin ang lahat ng magagamit na karanasan, nagawa itong bumalangkas ng siyentipiko sa anyo ng isang magkakaugnay at praktikal na naaangkop na teorya.
Gravity formula
Ang batas ng unibersal na grabitasyon ay maaaring madaling ibalangkas tulad ng sumusunod: sa pagitan ng lahat ng mga katawan sa Uniberso ay may kaakit-akit na puwersa, na inversely proportional sa square ng distansya sa pagitan ng kanilang mga sentro ng masa at direktang proporsyonal sa produkto ng masa ng mga katawan mismo. Para sa dalawang katawan na may masa m1 at m2, na nasa layo r sa isa't isa, ang batas na pinag-aaralan ay isusulat bilang:
F=Gm1m2/r2.
Narito ang G ang pare-pareho ng grabidad.
Ang puwersa ng pagkahumaling ay maaaring kalkulahin gamit ang formula na ito sa lahat ng kaso, kung ang mga distansya sa pagitan ng mga katawan ay sapat na malaki kumpara sa kanilang mga sukat. Kung hindi man, at gayundin sa mga kondisyon ng malakas na grabitasyon malapit sa napakalaking mga bagay sa kalawakan (neutron star, black hole), dapat gamitin ng isa ang teorya ng relativity na binuo ni Einstein. Itinuturing ng huli ang gravity bilang resulta ng pagbaluktot ng space-time. Sa klasikal na batas ni Newtonang gravity ay resulta ng interaksyon ng mga katawan sa ilang energy field, tulad ng electric o magnetic field.
The Manifestation of Gravity: Mga Halimbawa mula sa Araw-araw na Buhay
Una, bilang mga halimbawang ito ay maaari nating pangalanan ang anumang bumabagsak na katawan mula sa isang tiyak na taas. Halimbawa, ang isang dahon o ang sikat na mansanas mula sa isang puno, isang bato na bumabagsak, mga patak ng ulan, mga pagguho ng bundok at pagguho ng lupa. Sa lahat ng pagkakataong ito, ang mga katawan ay nasa gitna ng ating planeta.
Pangalawa, kapag hiniling ng guro sa mga estudyante na "magbigay ng mga halimbawa ng gravity," dapat din nilang tandaan na lahat ng katawan ay may timbang. Kapag ang telepono ay nasa mesa o kapag ang isang tao ay tinimbang sa timbangan, sa mga kasong ito ang katawan ay pinindot ang suporta. Ang bigat ng katawan ay isang matingkad na halimbawa ng pagpapakita ng puwersa ng grabidad, na, kasama ng reaksyon ng suporta, ay bumubuo ng isang pares ng mga puwersa na nagbabalanse sa isa't isa.
Kung ang formula mula sa nakaraang talata ay ginagamit para sa mga kondisyong pang-terrestrial (ipalitan ang masa ng planeta at ang radius nito dito), kung gayon ang sumusunod na expression ay maaaring makuha:
F=mg
Ito ang ginagamit sa paglutas ng mga problema sa gravity. Narito ang g ay ang acceleration na ibinigay sa lahat ng mga katawan, anuman ang kanilang masa, sa libreng pagkahulog. Kung walang air resistance, ang isang mabigat na bato at isang magaan na balahibo ay mahuhulog sa parehong oras mula sa parehong taas.
Gravity in the Universe
Alam ng lahat na ang Earth, kasama ang iba pang mga planeta, ay umiikot sa Araw. Sa turn, ang Araw, na nasaang isa sa mga braso ng spiral galaxy na Milky Way, ay umiikot kasama ng daan-daang milyong bituin sa paligid nito. Ang mga kalawakan mismo ay lumalapit din sa isa't isa sa tinatawag na mga lokal na kumpol. Kung babalik tayo sa isang sukat, dapat nating alalahanin ang mga satellite na umiikot sa kanilang mga planeta, ang mga asteroid na nahuhulog sa mga planetang ito o lumilipad. Ang lahat ng mga kasong ito ay maaalala kung tatanungin ng guro ang mga mag-aaral: "Magbigay ng mga halimbawa ng puwersa ng grabidad."
Tandaan na sa nakalipas na mga dekada ang tanong ng pangunahing puwersa sa isang cosmic scale ay pinag-uusapan. Sa lokal na espasyo, ito ay walang alinlangan na puwersa ng grabidad. Gayunpaman, kung isasaalang-alang ang isyu sa antas ng kalawakan, isa pa, hindi pa kilalang puwersa, na nauugnay sa madilim na bagay, ay pumapasok. Ang huli ay nagpapakita ng sarili bilang anti-gravity.
