Гравитационные силы: определение, формула, виды

Что такое гравитация простыми словами детям.

с лат. gravitas — «тяжесть» ) — невидимая сила , притягивающая объекты с меньшей массой к более массивным. Таким образом определяющая положение галактик, планет, спутников и всех небесных тел. В контексте Земли отвечает за то, что объекты притягиваются к поверхности и не улетают за пределы планеты. Это одно из четырех фундаментальных взаимодействий в физике, определяющих функционирование вселенной, наряду со слабым и сильным атомными взаимодействиями и электромагнетизмом.

Точного научного определения термина не существует, поскольку подходы к изучению гравитации и теории относительно её природы постоянно разрабатываются, дополняются и совершенствуются. Актуальными на сегодня являются закон всемирного тяготения Ньютона вместе с его дополнениями и общая теория относительности Эйнштейна.

Гравитация и закон всемирного тяготения

Закон всемирного тяготения, предложенный Ньютоном, не ставит своей целью описание природы возникновения гравитации, но позволяет совершать верные математические расчеты на практике. Для этого пользуются формулой

, где:

• F — сила притяжения;
• r — расстояние между их центрами;
• G — гравитационная постоянная, равная 6.67×10 -11 м 3 /кг×с 2 и отражающая то, с какой силой бы действовали друг на друга два тела, размещенные на расстоянии 1 метра и имеющие одинаковую массу в 1 килограмм.

Собственное гравитационное поле создается каждым объектом Вселенной вне зависимости от его массы.

Гравитация на каждой из планет разная и напрямую зависит от массы астрономического тела. Так, к примеру, показатели гравитации на Юпитере многократно превышают земные. На тело, имеющее земной вес в 60 килограмм, Юпитер будет оказывать такую гравитацию, как Земля оказывает на тело с массой 142 килограмма.

Гравитация и общая теория относительности

Несмотря на то, что закон всемирного тяготения Ньютона отлично справляется с математическим описанием гравитации, он порождает конфликты и несоответствия, когда речь заходит о дальности действия и скорости распространения этой величины.

Дело в том, что в теории Ньютона предполагается, что гравитация окутывает всю вселенную и действует мгновенно в каждой её части. Однако, это невозможно исходя из того, что пределом допустимой скорости в физике является скорость света. Даже если бы скорость распространения гравитации была равна скорости света, она бы не могла мгновенно срабатывать даже на небольших участках космоса, поскольку нуждается в преодолении расстояния.

Решение проблемы нашлось в общей теории относительности Эйнштейна, которая рассматривает гравитацию не как силу, но как искривление времени-пространства под влиянием масс.

Для наглядности можно представить натянутую вокруг обруча ткань. После того, как на нее положат яблоко, она искривится. Если же после этого положить рядом тяжелую гирю, она искривится уже с центром в новом месте , а яблоко притянет к гире.

В физике элементарных частиц была выработана концепция гравитона — гипотетически существующей фундаментальной частицы, которая ответственна за гравитацию. Такая частица имеет нулевую массу, однако, обладает энергией, позволяющей ей влиять на поведение других элементарных частиц.

Понятие гравитационных волн

Несмотря на то, что общая теория относительности Эйнштейна уже давно была принята научным сообществом, она нашла очередное свое подтверждение с открытием физиками гравитационных волн в 2015 году.

Людям, далеким от теоретической физики и астрономии, будет нетрудно представить гравитационные волны в виде кругов, некоторое время разрастающихся, а затем затухающих после того, как в воду был брошен камень. Они имеют относительно похожую форму и структуру, но проявляются не на поверхности воды, а в пространстве-времени Вселенной.

Гравитационные волны оказывают дополнительное влияние на все близлежащие объекты и возникают при резкой смене массы в конкретной точке. Примером такого изменения в структуре космоса может быть слияние сверхмассивных черных дыр.

Ученые не могли столь долго открыть такие волны из-за низкой силы гравитации. Даже при сегодняшнем уровне развития технологий для этого пришлось поместить в вакуум четырехкилометровый детектор , состоящий из подвешенных зеркал.

Людям ошибочно кажется, что гравитация невероятно сильна. На самом же деле, это самая слабая из всех фундаментальных взаимодействий. Иллюстрацией того, насколько сильно её превосходит, к примеру, электромагнитное взаимодействие может служить факт того, что даже маленькие магниты на холодильник надежно закреплены магнитным притяжением на своем месте и будто игнорируют силу земного притяжения.

Галерея

Примечания

1. ↑ Новиков И. Д. Тяготение //Физический энциклопедический словарь. — под ред. А. М. Прохорова — М., Большая Российская энциклопедия, 2003. — ISBN 5-85270-306-0. — Тираж 10000 экз. — с. 772-775
2. Д. Д. Иваненко, Г. А. Сарданашвили Гравитация, М.: Едиториал УРСС, 2004, ISBN 5-354-00538-8
3. 10th International conference on General Relativity and Gravitation: Contribut. pap. — Padova, 1983. — Vol. 2, 566 p.
4. Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Современные теоретические и экспериментальные проблемы теории относительности и гравитации». — М.: МГПИ, 1984. — 308 с.
5. Бутиков Е.И., Кондратьев А.С. Физика. Книга 1. Механика. — М.: Наука, 1994. — 138 с.
6. Спасский Б. И. История физики. — Т. 1. — С. 140-141.
7. Ход их рассуждений легко восстановить, см. Тюлина И. А., указ. статья, стр. 185. Как показал Гюйгенс, при круговом движении центростремительная сила F∼{\displaystyle F\sim } (пропорциональна) v2R{\displaystyle v^{2} \over R}, где v{\displaystyle v} — скорость тела, R{\displaystyle R} — радиус орбиты. Но v∼RT{\displaystyle v\sim {\frac {R}{T}}}, где T{\displaystyle T} — период обращения, то есть v2∼R2T2{\displaystyle v^{2}\sim {\frac {R^{2}}{T^{2}}}}. Согласно 3-му закону Кеплера, T2∼R3{\displaystyle T^{2}\sim R^{3}}, поэтому v2∼1R{\displaystyle v^{2}\sim {\frac {1}{R}}}, откуда окончательно имеем: F∼1R2{\displaystyle F\sim {\frac {1}{R^{2}}}}.
8. , с. 25..
9. , с. 27..
10. , с. 27—29..
11. Гинзбург В. Л. Гелиоцентрическая система и общая теория относительности (от Коперника до Эйнштейна) // Эйнштейновский сборник. — М.: Наука, 1973. — С. 63..
12. В. Паули Теория относительности, ОГИЗ, 1947
13. Фриш Д., Торндайк А. Элементарные частицы. — М.: Атомиздат, 1966. — С. 98.
14. Окунь Л. Б. Элементарное введение в физику элементарных частиц. — М.: Физматлит, 2009. — С. 105. — ISBN 978-5-9221-1070-9

Подробно о том, что собою представляет керамбит

Гравитационные силы – это ускорение?

Если вы не можете отличить инерционную массу от гравитационной, то вы не можете отличить и гравитацию от ускорения. Эксперимент в гравитационном поле вместо этого может быть выполнен в ускоренно движущемся лифте в отсутствии гравитации. Когда космонавт в ракете ускоряется, удаляясь от земли, он испытывает силу тяжести, которая в несколько раз больше земной, причем подавляющая ее часть приходит от ускорения.

Если никто не может отличить гравитацию от ускорения, то первую всегда можно воспроизвести путем ускорения. Система, в которой ускорение заменяет силу тяжести, называется инерциальной. Поэтому Луну на околоземной орбите также можно рассматривать как инерциальную систему. Однако эта система будет отличаться от точки к точке, поскольку изменяется гравитационное поле. (В примере с Луной гравитационное поле изменяет направление из одной точки в другую.) Принцип, согласно которому всегда можно найти инерциальную систему в любой точке пространства и времени, в которой физика подчиняется законам в отсутствии гравитации, называется принципом эквивалентности.

Квантовая теория гравитации

Краткий обзор различных семейств элементарных и составных частиц, и теории, описывающие их взаимодействия. В поле элементарных частиц слева — фермионы, справа — бозоны. (Изображение интерактивно.)

Несмотря на более чем полувековую историю попыток, гравитация — единственное из фундаментальных взаимодействий, для которого пока ещё не построена общепризнанная непротиворечивая квантовая теория. При низких энергиях, в духе квантовой теории поля, гравитационное взаимодействие можно представить как обмен гравитонами — калибровочными бозонами со спином 2. Однако получающаяся теория неперенормируема, и поэтому считается неудовлетворительной.

В последние десятилетия разработаны несколько перспективных подходов к решению задачи квантования гравитации: теория струн, петлевая квантовая гравитация и прочие.

Теория струн

В ней вместо частиц и фонового пространства-времени выступают струны и их многомерные аналоги — браны. Для многомерных задач браны являются многомерными частицами, но с точки зрения частиц, движущихся внутри этих бран, они являются пространственно-временными структурами. Вариантом теории струн является М-теория.

Петлевая квантовая гравитация

В ней делается попытка сформулировать квантовую теорию поля без привязки к пространственно-временному фону, пространство и время по этой теории состоят из дискретных частей. Эти маленькие квантовые ячейки пространства определённым способом соединены друг с другом, так что на малых масштабах времени и длины они создают пёструю, дискретную структуру пространства, а на больших масштабах плавно переходят в непрерывное гладкое пространство-время. Хотя многие космологические модели могут описать поведение вселенной только от Планковского времени после Большого Взрыва, петлевая квантовая гравитация может описать сам процесс взрыва, и даже заглянуть раньше. Петлевая квантовая гравитация позволяет описать все частицы стандартной модели, не требуя для объяснения их масс введения бозона Хиггса.

Причинная динамическая триангуляция

Причинная динамическая триангуляция (англ. Causal dynamical triangulation) — пространственно-временное многообразие в ней строится из элементарных евклидовых симплексов (треугольник, тетраэдр, пентахор) размеров порядка планковских с учётом принципа причинности. Четырёхмерность и псевдоевклидовость пространства-времени в макроскопических масштабах в ней не постулируются, а являются следствием теории.

Основные события

Блокада Порт-Артура

Эти действия были сорваны «Ретвизваном»

В начале весны 1904 года прибывает Адмирал Макаров и кораблестроитель Н. Е. Кутейников . Одновременно приходят большое количество запчастей и техники для ремонта судов.

В конце марта японская флотилия вновь пытается блокировать вход в крепость, взорвав четыре транспортных судна, начиненных камнями, но затопили их слишком далеко.

31 марта тонет российский броненосец «Петропавловск», налетевшей на три мины. Судно исчезло за три минуты, погибшие 635 чел., среди них были адмирал Макаров и художник Верещагин.

3-я попытка блокировать вход в гавань, увенчалась успехом, Япония, затопив восемь транспортников, запирает российские эскадры на несколько дней и незамедлительно высаживается в Маньчжурии.

Крейсеры «Россия», «Громобой», «Рюрик» единственные сохранили свободу передвижения. Ими было затоплено несколько судов с военными и оружием, в том числе «Хи-таци Мару», который переправлял оружие для осады Порт-Артура, благодаря чему, захват растянулся на несколько месяцев.

Оборона города

22.04 (05.05) в 100 км от крепости высаживается японское войско в составе 38,5 тыс. человек.

27.04 (10.05) японскими отрядами было разорвано ж/д сообщение между Маньчжурией и Порт-Артуром.

2 (15) мая затоплены 2 японских корабля, попавшие, благодаря заградителю «Амур», в расставленные мины. Всего за пять майских дней (12−17.05) Япония потеряла 7 кораблей, а два ушли в Японский порт на ремонт.

Успешно высадившись, японцы, стали двигаться к Порт-Артуру, чтобы блокировать её. Встретить японские отряды, русское командование решило на укреплённых участках, вблизи Цзиньчжоу.

13 (26) мая свершилось крупное сражение. Русский отряд (3,8 тыс. чел.) и при наличии 77 орудий и 10 пулемётов, больше 10 часов отбивали атаку врага. И только подошедшие японские канонерки, подавив левый флаг, прорвали оборону. Японцы потеряли — 4 300 человек, русские — 1 500 человек.

Благодаря выигранному бою у Цзиньчжоу, японцы преодолели естественную преграду на пути к крепости.

В конце мая Япония без боя захватывает порт Дальний практически неповрежденным, что существенно помогло им в дальнейшем.

1−2 (14−15) июня в сражении у Вафангоу 2-я японская армия одерживает победу над русским отрядами под командованием генерала Штакельберга, который был направлен для снятия порт-артурской блокады.

30 июля занимаются дальние подступы к крепости, и начинается оборона. Это яркий исторический момент. Оборона велась до 2 января 1905 года. В крепости и примыкающих к ним районах, у русской армии не было единой власти. Генерал Стессель — командовал войсками, генерал Смиронов — командующий крепости, адмирал Витгефт — командовал флотом. К общему мнению они приходили с трудом. Но среди руководящего состава был талантливый командующий — генерал Кондратенко. Благодаря его ораторским и управленческим качествам, начальство находило компромисс.

Кондратенко заслужил славу героя Порт-Артурских событий, он погиб в конце осады крепости.

Численность войск, находящихся в крепости — порядка 53 тысяч человек, а также 646 орудий и 62 пулемёта. Осада велась в течение 5 месяцев. Японская армия потеряла 92 тысячи человек, Россия — 28 тысяч человек.

Ляоян и Шахэ

В августе 11 (24) произошло генеральное сражение при Ляояне. Японцы, двигаясь полукругом с юга и востока, атаковали русские позиции. В продолжительных боях, японская армия во главе с маршалом И. Ояма понесла урон в 23 000, русские войска во главе с командующим Куропаткиным тоже понесли потери — 16 (или 19, по некоторым данным) тысяч убитых и раненых.

Русские успешно отражали атаки на юге Лаояна 3 дня, но Куропаткин, предположив, что японцы могут преградить ж/д севернее Ляояна, приказал своим отрядам отходить к Мукдену. Русская армия отступила, не оставив ни одного орудия.

Осенью происходит вооружённое столкновение на реке Шахэ. Началом послужила атака русских войск, а через неделю японцы перешли в контратаку. Потери России составили около 40 тыс. чел., японская сторона — 30 тыс. чел. Завершившаяся операция на р. Шахэ установила время затишья на фронте.

14−15 (27−28) мая японский флот в Цусимском сражении разгромил российскую эскадру, которая была передислоцирована из Балтики, командовал её вице-адмирал З. П. Рожественский .

7 июля происходит последнее крупное сражение — вторжение Японии на Сахалин. 14-ти тысячной японской армии оказывали сопротивление 6 тысяч русских — это были в основном каторжане и ссыльные, которые вступили в армейские ряды, чтобы приобрести льготы и потому, сильными боевыми навыками не обладали. К концу июля русское сопротивление было подавлено, пленёнными были более 3-х тысяч человек.

Сноски

Новая ситуация в мире после Второй мировой войны. Распад антигитлеровской коалиции

Технические характеристики МиГ-41

Новый истребитель МиГ-41 относится к самолетам пятого поколения, заменит самолет МиГ-31, который был разработан в 1970-х годах и принят на вооружение в 1981 году.

Предположительно самолет имеет совершенно фантастическую скорость – свыше 5000 км/ч. Существенно возрастет и его практический потолок по сравнению с ныне существующим перехватчиком МиГ-31. Новый самолет способен подниматься выше 30 км над уровнем земли. При этом перехватывать цели сможет не только в атмосфере, но и в ближнем космосе.

Знаменитый американский «Черный дрозд» SR-71 мог разгоняться лишь до 3550 км/ч.

Председатель комитета Совета Федерации по обороне и безопасности Виктор Бондарев в интервью «Интерфакс» заявил, что новейший российский дальний перехватчик МиГ-41 станет самым быстрым истребителем в мире, сможет бороться с гиперзвуковыми ракетами и будет максимально незаметен для радаров. Радиус действия будет в диапазоне от 700 до 1500 километров.

Главным оружием перспективного перехватчика станет ракета «воздух-воздух» Р-37М, обладающая рекордной дальностью в 300 км. Ожидается, что к моменту готовности самолета появится и еще более дальнобойная ракета КС-172, способная поражать цели на расстоянии в 400 км.

Перехватчик будет в первую очередь предназначен для борьбы с маломаневренными летательными аппаратами, такими как бомбардировщики, топливозаправщики, самолеты АВАКС и транспортники, крылатые ракеты и беспилотники. Также он должен перехватывать гиперзвуковые ракеты.

Необходимость истребителя-перехватчика МиГ-41 для армии

Вполне понятно, что наибольшую активность в продвижении амбициозного проекта демонстрируют РСК «МиГ» и ОСК, поскольку к созданию перспективного перехватчика должны быть привлечены и другие самолетостроительные фирмы. Прежде всего, конечно, ОКБ Сухого. Однако критики проекта высказываются, что нашим вооруженным силам истребитель-перехватчик не нужен. Что это своего рода атавизм.

Последний натовский многоцелевой палубный самолет с функциями перехватчика — американский F-14 Tomcat — был снят с вооружения в 2006 году. Он существенно проигрывал по возможностям МиГ-31. Качество перехватчика определяет такая характеристика как «предельный рубеж перехвата» — это удаление цели, при котором перехватчик, стартовав, способен догнать и уничтожить ее. При скорости цели 2,35 М для МиГ-31 этот параметр равен 720 километрам. Для F-14 цель, летящая со скоростью всего лишь 1,5 М, досягаема с расстояния, не превышающего 250 км. При скорости цели 0,8 М рубежи для этих двух самолетов такие: 1250 и 800 км.

На смену F-14 пришел F/A-18E/F Super Hornet. Это еще более универсальный самолет, использующийся даже в качестве штурмовика. Возможности перехвата в нем еще более усечены. Одна из важнейших характеристик перехватчика — высокая скорость. Если у МиГ-31 она достигает 3 М, то у F-14 она равнялась 2,2 М. Что же касается F/A-18E/F, то у него скорость еще ниже — 1,8 М.

Американцы переложили задачу противовоздушной обороны авианосцев на зенитное ракетное оружие, которое размещено на кораблях сопровождения.

Критики использования авиации для решения задач ПВО утверждают, что при наличии у России прекрасных зенитно-ракетных комплексов, логичнее использовать именно их. И от перехватчиков можно было бы отказаться. Потому что, во-первых, ЗРС более универсальны, в них используется набор ракет, каждая из которых способна наиболее оптимально перехватывать свой класс целей — дозвуковые низколетящие крылатые ракеты, скоростные истребители, малозаметные самолеты, высотные цели, баллистические ракеты…

При этом, например, ЗРС С-400 имеет очень серьезную дальность — 400 км. В С-500 предполагается увеличить ее до 600 км.

Необходимо также учитывать то, что способность обнаруживать цели у РЛС перехватчика ниже, чем у РЛС зенитно-ракетных систем. Поэтому для большей эффективности перехватчики должны совершать патрулирование в связке с самолетами ДРЛОиУ и при поддержке наземных станций.

Салат с рокфором, грушами, цикорием и маслом грецкого ореха

Что такое всемирное тяготение

Земля — это большой магнит, который притягивает к себе всё, что находится рядом: и карандаш, случайно выскользнувший из пальцев рук, и астероид, пролетающий мимо. С начала развития науки учёные давали своё видение и определение явлению всемирного тяготения, но только в 1687 году в фундаментальной работе Исаака Ньютона «Математические начала натуральной философии» было доказано его существование и воздействие на окружающие объекты.

математические начала натуральной философии

Интересный факт. Одно из первых изданий книги «Principia Mathematica» было продано на аукционных торгах за 3,7 миллиона долларов.

Основываясь на известные к тому времени эмпирические соотношения Иоганна Кеплера, описывающие гелиоцентрическую картину мира, Ньютон определил закон, согласно которому все тела притягиваются друг к другу.

гелиоцентрическая система мира

Причём сила взаимодействия растёт с увеличением массы и в то же время связана с расстоянием между объектами обратной квадратичной зависимостью, т.е.:

F = G∙(m₁∙m₂/ r2)

Несмотря на то, что объектами относительно небольшой массы данное явление практически не воспринимается, именно гравитация управляет движением астрономических тел, а формулировка закона позволяет объяснить, почему планеты движутся вокруг Солнца, а Луна – вокруг Земли.

Хочу купить револьвер. Часть 2: Топ-10 лучших револьверов 2020 года

Почему русский медленно запрягает?

Гравитацией интересуются не только физики. Интересный опыт поставил Чарлз Дарвин в начале прошлого столетия. Он поместил растение в горшке в абсолютно тёмную комнату в горизонтальном положении. Через некоторое время он увидел, что верхушка стебля направлена вертикально вверх, а корень вниз. Из чего учёный сделал заключение, что главный ориентир роста растения — сила тяжести, а не Солнце. Английский учёный Т.Э. Найт продолжил эксперименты Дарвина, закрепив семена фасоли на ободе колеса водяной мельницы. Колесо продолжало крутиться, а фасоль — расти. Через некоторое время все семена проросли верхушками внутрь, а корнями наружу колеса. Растения просто перепутали центробежную силу колеса с гравитацией. Оба учёных пришли к выводу, что гравитация жизненно необходима для растений. Да и не только для них. Человек за сотни тысяч лет своего существования настолько адаптировался к гравитации, что если её убрать из нашей жизни, то мы просто вымрем. Это ясно показывают наблюдения за космонавтами на земной орбите. Внутреннее ухо, лишённое воздействия гравитации, перестаёт быть «компасом» человека, в результате чего он теряет ориентацию в пространстве. Нарушается течение жидкостей в организме, из костей вымывается кальций, в почках образуются камни, мышцы атрофируются, а сердце уменьшается в размере. Правда, из-за уменьшения нагрузки на позвоночник космонавты начинают расти, а в результате изменения циклов сна они храпят реже и тише. Кстати, данные, полученные со спутников GRACE, запущенных NASA в 2002 году, показали, что сила тяготения отличается в разных местах планеты. Например, в Евразии расположены участки с повышенной гравитацией, и поэтому каждый россиянин весит в среднем на 20 граммов больше, чем, например, американец. Так вот, значит, почему, согласно известной поговорке, русский медленно запрягает — ему просто тяжело. Но потом уж как рванёт — не остановишь.

Особенности воздействия

Из-за суточного вращения Земли либо другой планеты вокруг оси сила притяжения и сила тяжести для одного и того же объекта отличаются между собой по модулю и направлению. Сила притяжения (гравитационная сила) всегда направлена по радиусу к центру Земли, сила тяжести Ft – по линии отвеса к центру Земли.

Сила притяжения зависит от значений географической широты. Причина такой зависимости заключается в том, что произвольное тело, которое находится в покое относительно Земли, участвует в ее суточном вращении, поэтому при движении вокруг оси по кругу на тело действует сила притяжения и сила реакции, направленная под определенным углом. Равнодействующая этих сил и придает телу центростремительное ускорение.

Квантовая теория гравитации

Краткий обзор различных семейств элементарных и составных частиц, и теории, описывающие их взаимодействия. В поле элементарных частиц слева — фермионы, справа — бозоны. (Изображение интерактивно.)

Несмотря на более чем полувековую историю попыток, гравитация — единственное из фундаментальных взаимодействий, для которого пока ещё не построена общепризнанная непротиворечивая квантовая теория. При низких энергиях, в духе квантовой теории поля, гравитационное взаимодействие можно представить как обмен гравитонами — калибровочными бозонами со спином 2. Однако получающаяся теория неперенормируема, и поэтому считается неудовлетворительной.

В последние десятилетия разработаны несколько перспективных подходов к решению задачи квантования гравитации: теория струн, петлевая квантовая гравитация и прочие.

Теория струн

В ней вместо частиц и фонового пространства-времени выступают струны и их многомерные аналоги — браны. Для многомерных задач браны являются многомерными частицами, но с точки зрения частиц, движущихся внутри этих бран, они являются пространственно-временными структурами. Вариантом теории струн является М-теория.

Петлевая квантовая гравитация

В ней делается попытка сформулировать квантовую теорию поля без привязки к пространственно-временному фону, пространство и время по этой теории состоят из дискретных частей. Эти маленькие квантовые ячейки пространства определённым способом соединены друг с другом, так что на малых масштабах времени и длины они создают пёструю, дискретную структуру пространства, а на больших масштабах плавно переходят в непрерывное гладкое пространство-время. Хотя многие космологические модели могут описать поведение вселенной только от Планковского времени после Большого Взрыва, петлевая квантовая гравитация может описать сам процесс взрыва, и даже заглянуть раньше. Петлевая квантовая гравитация позволяет описать все частицы стандартной модели, не требуя для объяснения их масс введения бозона Хиггса.

Причинная динамическая триангуляция

Причинная динамическая триангуляция — пространственно-временное многообразие в ней строится из элементарных евклидовых симплексов (треугольник, тетраэдр, пентахор) размеров порядка планковских с учётом принципа причинности. Четырёхмерность и псевдоевклидовость пространства-времени в макроскопических масштабах в ней не постулируются, а являются следствием теории.

Природа силы всемирного тяготения

Если важная роль гравитации в работе Вселенной понятна и неоспорима, то дать чёткий ответ на вопрос, откуда эта сила появляется, гораздо сложнее. В первой половине XX века Альберт Эйнштейн предложил специальную и общую теории относительности, в которых раскрыл своё видение природы всемирного тяготения. Согласно учёному, пространство и время представляют собой пространственно-временной континуум – четырёхмерное пространство, одно из измерений которого – время. Но так как люди воспринимают окружающее их пространство и течение времени в отдельности друг от друга, то они видят лишь проекцию континуума. Эйнштейн предположил, что гравитация возникает вследствие того, что тела, обладающие массой, вызывают деформацию пространства при проецировании на него четырёхмерного континуума.

деформация пространства телом большой массы

Более понятной идея учёного будет выглядеть, если проиллюстрировать её с помощью двух шаров разной массы и обычного листа бумаги. Допустим, что лист держат за края в горизонтальном положении, а в его центр помещают один из шаров, более тяжёлый. Естественно, бумага прогнётся. Покатив по прямой линии лёгкий шарик, наблюдатель обнаружит, что его траектория является дугообразной, стремящейся к первому, более тяжёлому шару. Причём, с позиции шара меньшей массы, его движение продолжает быть прямолинейным. В этой иллюстрации и заключено упрощённое видение возникновения гравитации как явления.

Что такое комета?

Ссылки

• Винклер П. П. Герб, гербоведение // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Ход занятия:

Iчасть: Вводная (информационно-познавательная)

Воспитатель: ребята, я вас всех рада видеть. Теперь давайте поздороваемся друг с другом.

Приветствие сопровождается движениями,дети сидят на ковре в кругу:

Здравствуй, Небо! Руки поднять вверх

Здравствуй, Солнце! Руками над головой описать большой круг

Здравствуй, Земля! Плавно опустить руки на ковер

Здравствуй, планета Земля! Описать большой круг над головой

Здравствуй, наша большая семья!

Все ребята берутся за руки и поднимают их вверх.

— А сейчас я вам расскажу одну интересную историю. Наша красавица планета Земля родилась много миллионов лет назад. Сначала она представляла собой кипящую смесь из камней и газа. В течении многих лет Земля остывала и остывала. Шли проливные дожди, которые тоже остужали жар Земли. Так образовались моря. В те далёкие времена никто из живых существ ещё не населял Землю. Постепенно климат на Земле становился теплее, и тогда стали появляться живые организмы. Земля представляет собой твёрдый огромный ар, который вращается в космическом пространстве. Для того, что бы мы тоже могли увидеть нашу Землю со стороны, ученые создали маленькую модель нашей планеты. Угадайте, как она называется? (глобус)

— Всё верно. Глобус, как мы с вами узнали ещё на первом занятии, это модель нашего мира в маленькой форме.

-Как вы видите, Земля имеет форму круга. Но почему тогда все реки и моря не выливаются? Что держит их на поверхности и заставляет течь? Есть видимо какая-то невидимая сила, которая притягивает их.

Она держит и нас с вами тоже. Попытайтесь прыгнуть и зависнуть в воздухе. Человек не может летать. Он всё равно притягивается к земле.

А притягивает ли эта сила предметы? Подкиньте любой предмет?

Что случилось? Они упали обратно на пол. А если взять самый лёгкий предмет, например лист бумаги или пёрышко, попробуйте подкинуть пёрышко? Оно всё равно плавно опускается вниз.

Сила, которая притягивает к Земле как тяжёлые, так и лёгкие предметы, называется силой тяготения.

Что бы могло случиться, если бы не было силы тяготения? (ответы детей)

Как вы думаете, почему каждая планета движется только по своей орбите и не перемещается на другие? (Ответы детей.)

Эта сила держит все планеты строго на своей орбите, и вращаются они вокруг солнца.

Физминутка:

Поработали, ребятки,

А теперь — все на зарядку!

Мы сейчас все дружно встанем,

Отдохнем: мы на привале.

Влево, вправо повернитесь,

Наклонитесь, поднимитесь.

Руки вверх и руки вбок,

И на месте прыг да скок!

А теперь бежим вприпрыжку,

Молодцы вы, ребятишки!

Замедляем, дети, шаг,

И на месте стой! Вот так!

А теперь мы сядем дружно,

Нам еще работать нужно.

Воспитатель: А сейчас ребята мы с вами узнаем ещё много интересного о силе тяготения. Давайте снова поиграем с вами в исследователей.

IIчасть: Практическая (Опытно-экспериментальная)

Опыт №1 «Сила тяготения»

Перед нами стоят стаканы с песком и водой. Давайте проверим, что притянется к земле быстрее. Вода, песок или они оба быстро достигнут земли. При наклоне стакана влево или вправо вода выливается, а песок высыпается. То же самое происходит с водой и песком, если стакан с содержимым перевернуть вверх дном.

Вывод: все предметы стремятся на землю и жидкости, и твёрдые тела

Опыт №2 «Невесомость»

Ребята космонавты, которые отправляются в долгие космические путешествия, отдаляясь от Земли начинают парить в корабле, на них перестаёт действовать сила притяжения. Это называется состояние невесомости. Давайте подпрыгнем с вами высоко — высоко, и попробуем задержаться в верхней точке. Получилось?

Вывод: сила тяготения действует на планете, и невесомость достигается только в космосе.

Итог занятия (рефлексия)

Отлично ребята, сегодня мы с вами узнали, что Земля – это большой магнит. Она притягивает к себе все предметы и нас самих. А теперь скажите, как называется эта волшебная сила? (ответы детей)

Что нового вы сегодня для себя узнали?

Почему планеты вращаются по своим орбитам и не падают?