Gesetz der universellen Gravitation oder einfach Gesetz der Schwerkraft, Es ist eines der Grundgesetze der Physik der Materie. Dieses Gesetz beschreibt die Art der Wechselwirkung zwischen verschiedenen Körpern mit Masse und damit mit Gravitationsfelder.
Das Grundprinzip des Gravitationsgesetzes besagt, dass sich die Gravitationskraft der Masse im Kern jedes Körpers konzentriert, so dass die Dynamik so wirkt, als ob die gesamte Masse des Körpers nur in seiner Achse gesammelt wäre.
So verkündet das Gesetz der Schwerkraft, dass der Grad von Kraft, die zwischen zwei Körpern mit Masse, die durch eine Raumbahn voneinander getrennt sind, wechselseitig ausgeübt wird, ist entsprechend der Summe ihrer Massen und umgekehrt äquivalent zum Quadrat der Bahn.
Das heißt: Je größer die Massekörper und je näher sie beieinander liegen, desto größer ist die Kraft, mit der sie sich anziehen.
Diese Schlussfolgerung ermöglichte es den Theoretikern der Astrophysik Hunderte von Jahren später, das Verhalten besser zu verstehen von Solaranlagen, obwohl die Berechnungsformel für die Schwerkraft nicht für die Berechnung der Gravitationskraft von massiven Objekten gilt.
Wer hat das Gesetz der universellen Gravitation entdeckt?
La Gesetz der Schwerkraft wurde von erzogen Isaac Newton im Jahr 1687, nach der berühmten Episode des Apfels, der ihm auf den Kopf fiel (verschiedene historische Versionen bestreiten diese Tatsache), die ihn dazu veranlasste, eine empirische Studie zu beginnen, die auf der Beobachtung des Anziehungsverhaltens von Körpern zueinander beruhte und in einer der gipfelte wichtigsten Theorien der Dynamik in der Physik.
Seine erste Frage war: Warum wird der Apfel immer senkrecht vom Fallpunkt zum Boden gezogen?
Die Schlussfolgerungen und Berechnungen aus der Studie der Newtons Gravitationsgesetz, Sie markierten einen Meilenstein in den späteren Thesen der Physik, da sie die Dynamik der Wechselwirkung zwischen Körpern auf verschiedenen Skalen eingehend erklärten.
Später, die Gesetz für REinsteins Allgemeine Relativitätstheorie (Lesen Sie unseren Artikel über die Allgemeine Relativitätstheorie), es würde das beweisen Newtons Formel zur Berechnung der Schwerkraft zwischen zwei Körpern ist nur bis zu einem bestimmten Massenvolumen anwendbar, darüber hinaus ist auf die Verlass Gesetz der Relativität.
Implikationen des Newtonschen Gesetzes der universellen Gravitation
Geschwindigkeit der Schwerkraft
Die Geschwindigkeit oder Geschwindigkeit der Schwerkraft ist einer der Aspekte, die zur Aufrechterhaltung der Schwerkraft erforderlich sind. Gesetz der universellen Gravitation.
Dieses Konzept bezieht sich auf die Geschwindigkeit, mit der sich das Spektrum ausbreitet Gravitationsstrahlungl von einem Körper mit Masse, dh wie schnell das Gravitationsfeld von der Achse eines Körpers ausgeht.
La Newtons Hypothese über Gravitationsfelder der Körper, impliziert, dass sie sofort auf die Gravitationsfelder anderer Massen in ihrer Reichweite reagieren müssen, ohne je nach Abstand beider Körper voneinander zu verlangsamen oder zu beschleunigen.
Das heißt, Newton glaubte, wenn ein Objekt seine Massenverteilung änderte, sollte sich seine Gravitationsänderung sofort entsprechend seiner neuen Größe anpassen. Leider gelang es ihm nie, diese Berechnungen an die Gleichung seiner Theorie anzupassen.
Fast 3 Jahrhunderte später enthüllten astronomische Studien einen Fehler in der Theorie Newton über Gravitationsfelder indem durch Beobachtungen nachgewiesen wird, dass es eine Laufzeit für die Auswirkungen von Gravitationswellen in Bezug auf die Umgebung gibt.
Erdbeschleunigung bezogen auf den Abstand von der Achse
Wenn wir das Prinzip des Gravitationsgesetzes berücksichtigen, das besagt, dass die Gravitationskraft eines Körpers auf seiner Achse liegt und in Wellen nach außen projiziert wird (Gravitationsgeschwindigkeit), dann verstehen wir darunter, größerer Abstand von der Achse, weniger Anziehungskraft, die durch das Gravitationsfeld ausgeübt wird.
Je höher nach dieser Gleichung die Körper im Verhältnis zum Mittelpunkt des Planeten sind, desto geringer ist die ausgeübte Anziehungskraft. Dazu werden die Höhe des Objekts bezogen auf den Meeresspiegel und die Länge des mittleren Erdradius am Messpunkt berücksichtigt.
Vorteil des Körpers mit größerer Masse
Indem wir erkennen, dass die Intensität der Gravitationskraft immer von der Massendichte eines Objekts abhängt, verstehen wir, dass bei der Wechselwirkung zweier Körper mit unterschiedlicher Dichte der mit dem stärkeren Gravitationsfeld auf den schwächeren einwirkt.
In diesem Sinne lässt sich das Prinzip der Wechselwirkung von Planeten, Asteroiden und Himmelskörpern in der kosmischen Dynamik erklären, das heißt, wir verstehen, warum sich Sonnensysteme so verhalten, wie sie es tun.
Am Beispiel der Wechselwirkung der Gravitationsfelder der Erde und unserer Sonne (die etwa 300.000-mal dichter ist) verstehen wir, warum sich der Planet um den Stern dreht und nicht umgekehrt. Es wird auch gezeigt, dass die Massendichte des Planeten die Kraft bestimmt, mit der er um die Sonne angezogen wird.
Dieses Prinzip beschreibt also auch: Auch wenn ein Körper von zwei Gravitationsfeldern gleichzeitig betroffen ist, wird er immer vom Gravitationsfeld des dichteren Objekts angezogen.
Die Dynamik der Gravitation und der Gravitationsfelder lässt sich sehr gut verstehen, wenn wir das Verhalten der Planeten untersuchen, die um die Sonne kreisen.
Bewegung der Sterne des Sonnensystems
Um die Regeln zu verstehen, die die Wechselwirkung unseres Sonnensystems - und des Kosmos im Allgemeinen - regeln, ist es notwendig, die in Newtons Buch erhobenen Wirkprinzipien der Gravitationsfelder der Himmelskörper zu berücksichtigen.
Obwohl Das Gesetz der universellen Gravitation es verliert seine Gültigkeit, wenn es darum geht, das Verhalten von Masse und Schwerkraft auf wirklich massiven Skalen zu verstehen, wenn es ideal ist, um zu erklären, wie die Umlaufbahn unseres Sonnensystems um den Körper mit der größten Masse geplant ist.
Mittlerweile Keplers drittes Gesetz bestätigten die Theorie über die endliche Geschwindigkeit von Gravitationsfeldern und ihre Stärke in Bezug auf den Abstand von der Körperachse, indem sie zeigten, dass sich die Planeten nicht gleichmäßig und kreisförmig um die Gravitationsachse des Sonnensystems (der Sonne) drehen.
Diese bewegen sich „unregelmäßiger“ und beschreiben elliptische Bahnen, die sich je nach Nähe zur Achse des sie beeinflussenden Gravitationsfeldes beschleunigen oder verlangsamen.
So erklärt sich, warum sich nicht alle Planeten gleich schnell um die Sonne drehen. Zum Beispiel braucht Merkur nur 88 Tage, um die Sonne zu umrunden, etwa ein Viertel der Zeit, die unser Planet braucht.
Dies geschieht aus zwei wesentlichen Gründen. Erstens ist Merkur viel näher an der Sonne als die Erde, daher ist die Kraft, die von seinem Gravitationsfeld ausgeübt wird, viel stärker, wodurch er sich schneller um ihn herum bewegt.
Der andere Grund ist die Dichte des Planeten, der viel kleiner als die Erde ist, die Wechselwirkung beider Gravitationsfelder ist geringer, die eine viel größere Kraft als die Schwerkraft der Sonne ausübt.
Modell der zentripetalen Bahn
Das Aufbringen der Gravitationskraft eines Körpers mit dichterer Masse auf einen Körper mit weniger dichter Masse erzeugt ein Zentripetalfeld, dh es lässt den von seinem Gravitationsfeld beeinflussten Körper auf einer kreisförmigen – aber unregelmäßigen – Bahn um sein eigenes kreisen Wirkungsachse der Kraft.
Dies tritt auf, wenn der Abstand und die Wirkung der Gravitationskraft beider Körper sich gegenseitig beeinflussen, um eine "stabile" Umlaufbahn zu schaffen. Für den Fall, dass die Gravitationskraft eines der Körper mit zunehmender Dichte seiner Materie zunimmt, würde sich die Wirkung auf die umgebenden Körper ändern, die Umlaufbahnen aufheben und die Körper in Richtung seiner Achse ziehen.
Ein klares Beispiel für diesen Fall ist die Untersuchung von Schwarzen Löchern, die Punkte aus hyperdichter Materie sind, deren Gravitationsfeld so stark ist, dass es alle umgebende Materie absorbiert, einschließlich Licht und Zeit.