Yerçekimi Sabiti, Newton'un Evrensel Çekim Yasasındaki "G" dir

May 05 2021
Sir Isaac Newton'un Evrensel Çekim Yasası, yerçekimi yasalarını matematiksel bir formüle koymaya yardımcı olur. Ve yerçekimi sabiti bu formüldeki "G" dir.
Isaac Newton, bir elmanın yere düşmesine neden olan kuvvetin, ayın Dünya'nın yörüngesinde dönmesine neden olan kuvvetle aynı olduğunu kanıtladı. Bu, yerçekimi sabiti olarak G'yi kullanarak matematiksel olarak tanımladığı Newton'un Evrensel Çekim Yasasıdır. dmitro2009 / Shutterstock

Burada, ev dediğimiz soluk mavi noktada, yerçekimi hepimizin her gün her saniye deneyimlediğimiz bir şey.

"Kütleçekim, yıldızlar arasında dağınık maddenin yavaşça çökmesine ve yeni hidrojen füzyon makineleri (diğer bir deyişle yıldızlar) oluşturmasına neden olan yapıştırıcıdır, galaksileri birbirine bağlayan yapıştırıcıdır ve her yıl Güneş'in etrafında dönen kendi Dünyamızın sorumlusu, Connecticut Üniversitesi astrofizikçisi Cara Battersby bir e-postada diyor .

Yerçekimi aynı zamanda Sir Isaac Newton'un ünlü "elma" hikayesinin de kilit oyuncusuydu Bahsettiğimizi biliyorsunuz.

Bir gün Newton, bir ağaçtan bir elmanın düşmesini izlerken Lincolnshire, İngiltere'de takılıyordu . (Ya da öyle iddia etti.)

Önümüzdeki yıllarda, birçok tanıdığına - Voltaire ve biyografi yazarı William Stukeley gibi - yerçekiminin doğası hakkındaki harika yazılarının bu sıradan küçük olaydan ilham aldığını söyledi. Newton'un yardımcısı John Conduitt şunları yazdı:

[Bu] aynı yerçekimi gücünün (bir elmanın ağaçtan yere düşmesine neden olan) Dünya'dan belirli bir mesafe ile sınırlı olmadığını, genellikle düşünüldüğünden çok daha uzağa uzanması gerektiğini düşündü - Neden bu kadar yüksek olmasın Ay gibi, dedi kendi kendine ve eğer öyleyse, bu onun hareketini etkilemeli ve belki onu yörüngesinde tutmalı .

Böylece, Newton'un Evrensel Çekim Yasası'nın temeli atıldı . Merkezinde yerçekimi sabiti denen bir fenomen var, diğer adıyla "Büyük G" veya sadece "G"

Denklem

Her şey sırayla. Büyük G ile uğraşmadan önce geri adım atmalı ve Newton'un Evrensel Çekim Yasasını açıklamalıyız.

As Katie Mack bir astrofizikçi ve "yazarı - Everything (Astrophysically Konuşma) Sonu " - e-posta yoluyla diyor, yerçekimi "kütleye sahiptir şeyler birbirlerine çekti mekanızmasıdır" dir.

Newton, belirli bir nesne kümesi arasındaki bu çekimin gücünün (a) ne kadar büyük olduklarına ve (b) ne kadar uzakta olduklarına bağlı olduğunu fark etti. Bu , Evrensel Çekim Yasasının matematiksel terimlere koyduğu bir dinamik .

İşte ilgili denklem :

F = (G x m1 x m2) / r2

"F", "yerçekimi kuvveti" anlamına gelir; "m1", birinci nesnenin kütlesi anlamına gelir; "m2", ikinci nesnenin kütlesini belirtir; ve "r2" birinci nesne ve ikinci nesne içindeki kütle merkezleri arasındaki mesafenin karesinin kısaltmasıdır .

Ve "G"? Pekala arkadaşlar, bu Büyük G: Yerçekimi sabiti.

"Vay canına, G!"

Mack, "Herhangi iki kütle, ister bowling topu ister gezegen olsun, aralarındaki çekim kuvveti kütleleri, uzaklıkları ve G sayısı ile belirlenir" diyor.

Henry Cavendish tarafından 1790'larda yapılan deneyler sayesinde, şimdi yerçekimi sabitinin yaklaşık 6,67 x 10-11 Newton (m2 / kg2) sayısal değerine sahip olduğunu biliyoruz .

Bu bağlamda, "Newton" terimi bir ölçü birimini ifade eder. Bir Newton , saniyede 3,28 fitte (1 metre) 2,2 pound (1 kilogram) kütleye sahip bir şeyi hızlandırmak için ihtiyaç duyacağınız kuvvet miktarıdır.

Anders Celsius ve Charles F.Richter gibi, Sir Isaac Newton da onurlarına isimlendirilen birimlere sahip bilim adamlarının övünülen listesinde bir yer kazandı . Onun için iyi.

Cygnus X-1, kocaman mavi bir yıldızla birlikte yörüngedeki güneş kütlesinin yaklaşık 15 katı bir kara deliktir. Newton'un yerçekimi tanımı, aşırı güçlü yerçekimi veya çok hızlı hareket için işe yaramaz. Başka bir deyişle, kara delikler gibi şeyler için.

Newton Einstein'a Karşı

Şimdi, burada kabul etmemiz gereken bir nüans katmanı var. Evrensel Çekim Kanunu değil, bakınız oldukça adından da anlaşılacağı gibi "evrensel".

Battersby'ye göre, Newton'un 17. yüzyılda ifade ettiği "klasik yerçekimi resmimiz", "tüm evrendeki (kesinlikle Dünya'daki) çoğu yerde fizik gerçekliğinin doğru bir yaklaşımıdır".

"Ancak," diye ekliyor, "Bu teorinin yerini , maddenin uzay-zamanın kendisini deforme ettiğini (bir lastik üzerinde bir çukur oluşturan ağır bir top gibi) 'Newton Yerçekimi'nin bir iyileştirmesi olan Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi aldı. sayfası). "

Bu bizi kara deliklere getiriyor .

Güneşimizden bir milyon kat daha fazla kütleye sahip olan kara delikler, yer çekimini Newton yasasının açıklayamayacağı şekillerde etkiler. General Relativity'nin onlar hakkında daha doğru tahminlerde bulunduğu görülmüştür .

Mack, "Newton'un yerçekimi tanımının son derece güçlü yerçekimi veya çok hızlı hareket için kesin olarak işe yaramadığı gerçeği için düzeltmeler yapmaya başlamalısınız" diyor. "Bu durumlarda, Einstein'ın yerçekimi resmine geçmemiz gerekiyor ... Ama bu aşırı durumlardan birine bakmadığınız sürece, Isaac Newton'un 1686'da 'Yasası' olarak adlandırdığı şey için yazdığı denklem Universal Gravitation 'gerçekten evrenseldir. "

bu makaledeki bağlı kuruluş bağlantılarından küçük bir komisyon kazanabilir.

Şimdi Bu İlginç

Sir Isaac Newton'un elma ağacı hakkındaki ipliğinin gerçekte bir temeli olabilir . Her şeye rağmen, düşen bir meyvenin başına vurulduğu iddiası modern bir süsleme olarak kabul edilir.