არა, აჩქარება არ მოქმედებს ყველა სხეულზე თავისუფალი დაცემადედამიწის ველში 9,8 მეტრი წამში კვადრატში.

თქვენ სწორად აღწერეთ კანონი. დაცემის სიჩქარე (ან, უფრო ზუსტად, მისი აჩქარება) დამოკიდებულია ურთიერთმოქმედი სხეულების მასების ნამრავლზე.
თუ წონა ერთი კილოგრამი და ერთი ტონა წონა დაეცემა, მაშინ მათი სიჩქარე მნიშვნელოვნად არ განსხვავდება ინსტრუმენტებისთვის, რადგან მეორე მონაწილეს - დედამიწას - იგივე მასა აქვს და ეს მასა მნიშვნელოვნად არის. ნებისმიერზე მეტიამ წონებიდან. ამიტომ მათ შორის მიზიდულობის ძალა ძირითადად დედამიწის მასაზე იქნება დამოკიდებული. და ამიტომ, მთვარეზე, ორივე წონა აჩქარდება სუსტად - და ასევე თითქმის თანაბრად სუსტად.

სხვა მიდგომა. დედამიწა ძალას აყენებს წონაზე, რაც იწვევს წონის აჩქარებას. ეს ძალა ვრცელდება არა წონის სახელურზე, არამედ მის მასაზე. ბუნებრივია, რაც უფრო დიდია წონის მასა, მით მეტი ძალადედამიწა შეძლებს ამ წონას მიმართოს. მაგრამ აჩქარება მაინც არ შეიცვლება, რადგან გამოყენებული ძალის მატებასთან ერთად, ასევე იზრდება ნივთიერების რაოდენობა, რომელზეც ეს ძალა გამოიყენება. ერთი ანაზღაურებს მეორეს - და წონის აჩქარება იგივე რჩება. დიახ, გამოყენებული ძალა განსხვავებულია - მაგრამ ის გამოიყენება სხვა წონაზე! ფიზიკას ვერ მოატყუებ

მესამე მიდგომა. გრავიტაციის კანონის თქვენი აღწერილობიდან გამომდინარე, აჩქარება უნდა შეიცვალოს, როდესაც წყვილში ნებისმიერი სხეულის მასა იცვლება. მაგრამ წონებისა და დედამიწის შემთხვევაში მოქმედებს ის ეფექტი, რომ ურთიერთქმედება სხეულების მასები ერთმანეთის შედარებისგან შორს არიან. და ჩემთვის, წყვილში მხოლოდ ერთი - პაწაწინა მონაწილეა, თქვენ, რა თქმა უნდა, არ მიიღებთ შესამჩნევ ცვლილებას შედეგებში, რადგან სხვა მონაწილე ინვესტიციას უწევს განუზომლად დიდ წილს იმაში, რაც ხდება. ახლა, თუ თქვენ განიხილავდით ორი წონის დაფესვიანებას ერთმანეთში, მაშინ დიახ - რომელიმე მათგანის მასის ცვლილება მაშინვე მნიშვნელოვან გავლენას მოახდენდა ორივე წონის აჩქარებაზე. ან, შედარებისთვის, სცადეთ გააორმაგოთ არა წონის მასა, არამედ დედამიწის მასა - მაშინ მიიღებთ აჩქარების უიმაო ზრდას!

მას აქვს ეფექტი! მხოლოდ თუ ვსაუბრობთ დედამიწაზე დაცემაზე, მაშინ ამ განტოლებაში დედამიწის მასა გაცილებით მეტია ვიდრე სხეულები, რომლებიც ჩვეულებრივ განიხილება. ჩვენ ვსაუბრობთ, რომ ამ სხეულის მასას აქვს ძალიან უმნიშვნელო გავლენა თავისუფალი ვარდნის აჩქარებაზე, ამიტომ ვარაუდობენ, რომ იგი მუდმივია. ამიტომ, ისინი იღებენ მას, რასაც არანაირი ეფექტი არ აქვს)

მეორე პუნქტი, თქვენ ლაპარაკობთ ნაწილაკებზე და მათი მასების პროდუქტზე. ასე რომ, ჯერ არ არის ნაპოვნი ელემენტარული ნაწილაკი, რომელსაც აქვს მასა. თეორიულად, ეს ჰიგსის ბოზონად ითვლება, მაგრამ CERN ჯერ არ არის ნაპოვნი. ეს ისეთი პარადოქსია.

კანონის შესახებ უნივერსალური გრავიტაცია- ყველაფერი სწორია, დიახ. რაც შეეხება სიჩქარეს - სიჩქარე ძალიან ირიბად არის დაკავშირებული მასასთან და შეიძლება საერთოდ არ იყოს დაკავშირებული, ან შეიძლება იყოს დაკავშირებული, ეს ყველაფერი დაცემის პირობებზეა დამოკიდებული. ვინაიდან სიმძიმის გარდა სხვა ძალები ხშირად ერევიან დაცემის სიჩქარეს, ძალების მოქმედების დრო ასევე მნიშვნელოვანი ფაქტორია.
მარტივად რომ ვთქვათ, სხეულის მასა გავლენას ახდენს მისი მიზიდულობის ძალის სიდიდეზე სხვა სხეულზე. ეს ძალა, თავის მხრივ, სძლევს ინერციის ძალას, რომელიც ასევე პროპორციულია მასის. მაშასადამე, უჰაერო სივრცეში აჩქარება იქნება მუდმივი - და მაშინ, სანამ სხეულებსა და სხეულთა მასებს შორის მანძილი შესამჩნევად არ იცვლება. და დაცემის სიჩქარე დამოკიდებული იქნება არა მხოლოდ აჩქარებაზე, არამედ იმ დროზე, რომლის დროსაც მოქმედებდა აჩქარება. და, რა თქმა უნდა, ასევე საწყისი სიჩქარიდან.

ცნობილია, რომ პლანეტა დედამიწა ნებისმიერ სხეულს თავის წიაღში იზიდავს ე.წ გრავიტაციული ველი . ეს ნიშნავს, რომ რაც უფრო დიდია მანძილი სხეულსა და ჩვენი პლანეტის ზედაპირს შორის, მით მეტია მასზე ზემოქმედება და უფრო გამოხატული

ვერტიკალურად ქვემოთ ჩამოვარდნილი სხეული კვლავ ექვემდებარება ზემოხსენებულ ძალას, რის გამოც სხეული აუცილებლად დაეცემა ქვემოთ. რჩება ღია კითხვარა იქნება მისი სიჩქარე დაცემისას? ერთის მხრივ, ობიექტზე გავლენას ახდენს ჰაერის წინააღმდეგობა, რომელიც საკმაოდ ძლიერია, მეორე მხრივ, სხეული უფრო ძლიერად იზიდავს დედამიწას, რაც უფრო შორს არის იგი მისგან. პირველი აშკარად იქნება დაბრკოლება და შეამცირებს სიჩქარეს, მეორე მისცემს აჩქარებას და გაზრდის სიჩქარეს. ამრიგად, ჩნდება კიდევ ერთი კითხვა: შესაძლებელია თუ არა თავისუფალი დაცემა ხმელეთის პირობებში? მკაცრად რომ ვთქვათ, სხეულები შესაძლებელია მხოლოდ ვაკუუმში, სადაც არ არის ჩარევა ჰაერის ნაკადის წინააღმდეგობის სახით. თუმცა, თანამედროვე ფიზიკის ფარგლებში სხეულის თავისუფალ დაცემად ითვლება ვერტიკალური მოძრაობა, რომელიც არ აწყდება ჩარევას (ამ შემთხვევაში ჰაერის წინააღმდეგობა შეიძლება უგულებელვყოთ).

მთელი საქმე იმაში მდგომარეობს, რომ მხოლოდ ხელოვნურად არის შესაძლებელი ისეთი პირობების შექმნა, როდესაც დავარდნილ ობიექტზე არ იმოქმედებს სხვა ძალები, კერძოდ, იგივე ჰაერი. ექსპერიმენტულად დადასტურდა, რომ ვაკუუმში სხეულის თავისუფალი ვარდნის სიჩქარე ყოველთვის უდრის იმავე რიცხვს, მიუხედავად სხეულის წონისა. ამ მოძრაობას ერთნაირად აჩქარებულს უწოდებენ. ის პირველად აღწერა ცნობილმა ფიზიკოსმა და ასტრონომმა გალილეო გალილეიმ 4 საუკუნეზე მეტი ხნის წინ. ასეთი დასკვნების აქტუალობა დღემდე არ კარგავს ძალას.

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, სხეულის თავისუფალი დაცემა ყოველდღიური ცხოვრების ფარგლებში ჩვეულებრივი და არა მთლად სწორი სახელია. სინამდვილეში, ნებისმიერი სხეულის თავისუფალი ვარდნის სიჩქარე არათანაბარია. სხეული მოძრაობს აჩქარებით, რის გამოც ასეთი მოძრაობა აღწერილია როგორც განსაკუთრებული შემთხვევა ერთნაირად აჩქარებული მოძრაობა.სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ყოველ წამს შეიცვლება სხეულის სიჩქარე. ამ პუნქტის გათვალისწინებით, ჩვენ შეგვიძლია ვიპოვოთ სხეულის თავისუფალი ვარდნის სიჩქარე. თუ ობიექტს არ მივცემთ აჩქარებას (ანუ არ ვაგდებთ, არამედ უბრალოდ ჩამოვწევთ სიმაღლიდან), მაშინ მისი საწყისი სიჩქარე ნულის ტოლი იქნება: Vo = 0. ყოველ წამში სიჩქარე გაიზრდება აჩქარების პროპორციულად: gt.

მნიშვნელოვანია კომენტარის გაკეთება g ცვლადის აქ შეყვანის შესახებ. ეს არის თავისუფალი ვარდნის აჩქარება. ადრე ჩვენ უკვე აღვნიშნეთ აჩქარების არსებობა, როდესაც სხეული ვარდება ნორმალური პირობები, ე.ი. ჰაერის არსებობისას და გრავიტაციის გავლენის ქვეშ. ნებისმიერი სხეული ეცემა დედამიწაზე 9,8 მ/წ2 ტოლი აჩქარებით, მიუხედავად მისი მასისა.

ახლა, ამ სიფრთხილის გათვალისწინებით, ჩვენ გამოვიყვანთ ფორმულას, რომელიც დაგეხმარებათ გამოვთვალოთ სხეულის თავისუფალი ვარდნის სიჩქარე:

ანუ საწყის სიჩქარეს (თუ სხეულს მივაწოდეთ სროლით, ბიძგებით ან სხვა მანიპულაციებით) ჩვენ ვუმატებთ იმ წამების ნამრავლს, რაც სხეულს დასჭირდა ზედაპირამდე მისასვლელად. თუ საწყისი სიჩქარე ნულია, მაშინ ფორმულა იღებს ფორმას:

ანუ უბრალოდ სიმძიმისა და დროის აჩქარების პროდუქტი.

ანალოგიურად, ობიექტის თავისუფალი ვარდნის სიჩქარის ცოდნით, შეგიძლიათ გამოიტანოთ მისი მოძრაობის დრო ან საწყისი სიჩქარე.

ასევე უნდა განვასხვავოთ სიჩქარის გამოთვლის ფორმულა, რადგან ამ შემთხვევაში იმოქმედებენ ძალები, რომლებიც თანდათან ანელებენ გადაყრილი ობიექტის მოძრაობის სიჩქარეს.

იმ შემთხვევაში, რაც ჩვენ განვიხილეთ, სხეულზე მოქმედებს მხოლოდ მიზიდულობის ძალა და ჰაერის ნაკადების წინააღმდეგობა, რაც, ზოგადად, არ მოქმედებს სიჩქარის ცვლილებაზე.

და კიდევ ერთი რამ მნიშვნელოვანი პირობა- ვაკუუმში. და არა სიჩქარით, არამედ აჩქარებით ამ შემთხვევაში. დიახ, გარკვეული მიახლოებით ეს მართალია. მოდი გავარკვიოთ.

ასე რომ, თუ ორი სხეული ერთი და იგივე სიმაღლიდან ვაკუუმში დაეცემა, მაშინ ისინი ერთდროულად დაეცემა. გალილეო გალილეიმ ერთ დროს ექსპერიმენტულად დაამტკიცა, რომ სხეულები დედამიწაზე ვარდებიან (ზუსტად დიდი ასოები- ჩვენ ვსაუბრობთ პლანეტაზე) იგივე აჩქარებით, განურჩევლად მათი ფორმისა და მასისა. ლეგენდა ამბობს, რომ მან აიღო გამჭვირვალე მილი, მოათავსა მასში გრანულები და ბუმბული, შემდეგ კი ჰაერი ამოტუმბო. და აღმოჩნდა, რომ ასეთ მილში ყოფნისას ორივე სხეული ერთდროულად დაეცა. ფაქტია, რომ დედამიწის გრავიტაციულ ველში მდებარე ყველა სხეული განიცდის თავისუფალ ვარდნას იგივე აჩქარებას (საშუალოდ გ~9,8 მ/წმ), განურჩევლად მისი მასისა (სინამდვილეში, ეს მთლად ასე არ არის, მაგრამ პირველი მიახლოებით - დიახ, სინამდვილეში, ეს არ არის იშვიათი ფიზიკაში - წაიკითხეთ ბოლომდე).

თუ დაცემა ხდება ჰაერში, მაშინ გარდა თავისუფალი ვარდნის აჩქარებისა, ჩნდება კიდევ ერთი რამ; ის მიმართულია სხეულის მოძრაობის წინააღმდეგ (თუ სხეული უბრალოდ ეცემა, მაშინ თავისუფალი ვარდნის მიმართულების საწინააღმდეგოდ) და გამოწვეულია ჰაერის წინააღმდეგობის ძალით. თავად ძალა დამოკიდებულია უამრავ ფაქტორზე (მაგალითად, სხეულის სიჩქარე და ფორმა), მაგრამ აჩქარება, რომელსაც ეს ძალა მისცემს სხეულს, დამოკიდებულია ამ სხეულის მასაზე (ნიუტონის მეორე კანონი - F=ma, სადაც a. არის აჩქარება). ანუ, თუ პირობითად, მაშინ სხეულები "ეცემა" იგივე აჩქარებით, მაგრამ შიგნით სხვადასხვა ხარისხით„შეანელებს“ გარემოს წინააღმდეგობის ძალის გავლენით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ქაფის ბურთიუფრო აქტიურად „შეანელებს“ ჰაერში, სანამ მისი მასა ნაკლებია, ვიდრე ახლომახლო მფრინავი ტყვიის მასა. ვაკუუმში წინააღმდეგობა არ არის და ორივე ბურთი დაეცემა დაახლოებით (ვაკუუმის სიღრმისა და ექსპერიმენტის სიზუსტის ზომით) ერთდროულად.

დასასრულს, დაპირებული უარი პასუხისმგებლობაზე. ზემოხსენებულ მილში, იგივე გალილეოსში, თუნდაც ქ იდეალური პირობებიგრანულები ნანოწამებით ადრე დაეცემა უმნიშვნელო რაოდენობით, ისევ იმის გამო, რომ მისი მასა უმნიშვნელოა (დედამიწის მასასთან შედარებით) ბუმბულის მასისგან განსხვავებული. ფაქტია, რომ უნივერსალური გრავიტაციის კანონში, რომელიც აღწერს მასიური სხეულების წყვილი მიზიდულობის ძალას, ჩნდება ორივე მასა. ანუ, ასეთი სხეულების თითოეული წყვილისთვის მიღებული ძალა (და შესაბამისად აჩქარება) დამოკიდებული იქნება "დაცემის" სხეულის მასაზე. თუმცა, მარცვლების წვლილი ამ ძალაში უმნიშვნელო იქნება, რაც ნიშნავს, რომ აჩქარების მნიშვნელობებს შორის სხვაობა მარცვლებისა და ბუმბულისთვის საგრძნობლად მცირე იქნება. თუ, მაგალითად, ვსაუბრობთ დედამიწის მასის ნახევარი და მეოთხედი ორი ბურთის "დაცემაზე", მაშინ პირველი შესამჩნევად "ჩამოვარდება". მეორემდე. სიმართლე ისაა, რომ აქ ძნელია საუბარი "დაცემაზე" - ასეთი მასა შესამჩნევად გადაანაცვლებს თავად დედამიწას.

სხვათა შორის, როდესაც გრანულები ან, ვთქვათ, ქვა ეცემა დედამიწაზე, მაშინ, იგივე უნივერსალური გრავიტაციის კანონის თანახმად, არა მხოლოდ ქვა გადალახავს მანძილს დედამიწამდე, არამედ დედამიწა იმ მომენტში უახლოვდება ქვას. უმნიშვნელო (გაქრობად) მცირე მანძილზე. კომენტარები არ არის. უბრალოდ ძილის წინ იფიქრე ამაზე.

ნიუტონმა, გალილეოს მსგავსად, მექანიკური მოძრაობის კვლევა დაიწყო შესწავლით დაცემის სხეულების კანონი, მაგრამ მისი ამოცანა უკვე გარკვეულწილად მარტივი იყო. ნიუტონს ჰქონდა ჰაერის ტუმბო, რომელზეც გალილეოს მხოლოდ ოცნება შეეძლო.

გალილეო ატარებდა ექსპერიმენტებს სროლით პიზის დახრილი კოშკირკინის ბირთვები, (დაწვრილებით: ). ნიუტონმა აიღო გრძელი შუშის მილი, ერთ ბოლოზე დალუქა და ჩადო პატარა ნაჭერიშტეფსელი და დახვრიტეს და მიაერთეს მილი ჰაერის ტუმბოს. ტუმბომ ჰაერის უმეტესი ნაწილი ამოწურა.

მეცნიერმა მილის მეორე ბოლო დალუქა. და კორპის ნაჭერი მარცვლები დარჩა ძალიან იშვიათ საჰაერო სივრცეში. ნიუტონმა მილი ჯერ ერთი ბოლოთი დაატრიალა, შემდეგ მეორეთი - კორპის ნაჭერი და გრანულები თანაბარი სიჩქარით ჩამოვარდა. ამრიგად, შესაძლებელი გახდა იმის დამტკიცება, რომ სიცარიელეში ობიექტები სხვადასხვა წონადაეცემა იმავე სიჩქარით. ახლა ეს მარტივი მოწყობილობები - ” ნიუტონის მილები“ - ხელმისაწვდომია ყველა სკოლაში.

დაცემის სიჩქარე არ არის დამოკიდებული წონაზე

დაცემის სიჩქარე წონაზე არ არის დამოკიდებული. ჩამოვარდნილ ობიექტებს წონა არ აქვთ, (დაწვრილებით :), თქვა გალილეომ. ეს ნიშნავს, რომ ნიუტონმა დაასკვნა, წონა არ არის ყველა ობიექტის ან ნივთიერების ფუნდამენტური თვისება. ნებისმიერ საგანს აქვს წონა მხოლოდ მანამ, სანამ წევს ან ეკიდება რამეს, და როდესაც დაეცემა, წონაში იკლებს.

რა არის წონა

ნიუტონის ერთ-ერთი წინამორბედი, ფრანგი მათემატიკური ფილოსოფოსი რენე დეკარტი ამტკიცებდა, რომ წონა- ეს არის ზეწოლა, რომელსაც საგნები ახორციელებენ მიწაზე ან სადგამზე, რომელზეც წევენ. ნიუტონმა გაიხსენა გალილეოს ექსპერიმენტები ვედროებით. სანამ წყალი ერთი ვედროდან მეორეში იღვრება, ისინი საერთო წონაუფრო პატარა იყო ვიდრე ადრე - ჩამოვარდნილი წყალი თავისუფლად მოძრაობდა, არაფერი აჩერებდა, დაცემის დროს ნამდვილად არ იწონიდა.

როგორც კი მთელი წყალი ქვედა ვედროში იყო, სასწორის ბალანსი აღდგა. და ეს ასევე არ გაკვირვებია ნიუტონს. ვინაიდან მთელი წყალი შეგროვდა ქვედა ვედროში, მაშინ მისი წნევა ძირზე ზუსტად უნდა იყოს ორ ვედროში წყლის წნევის ჯამის ტოლი. წყალმა თითქოს დაიბრუნა წონა.

რატომ აჭერენ სხეულები სტენდზე?

მაგრამ რატომ აჭერენ სხეულები სტენდზე?? დეკარტმა ეს არ იცოდა. ავიღოთ წონა და დავკიდოთ ზამბარაზე. გაზაფხული გაიჭიმება. ახლა ეს სიმძიმე ამოვიღოთ და ზამბარის კაუჭს ხელით დავიჭიროთ. ძალის გამოყენებით შეგვიძლია გავწელოთ ზამბარა ისე, როგორც წონამ დაჭიმა. წონის წონა და ხელის ძალა ერთნაირად მოქმედებს ზამბარზე. ეს ნიშნავს, რომ სადგამზე სხეულების ზეწოლის მიზეზი – მათი წონა – არის ერთგვარი ძალა. ნიუტონმა განსაზღვრა.

გრავიტაციის კანონი

ეს გლობუსიიზიდავს წონას და სხვა სხეულებს თავისკენ, იჭერს მათ თავისთან ახლოს. ამ ფენომენს ყველგან და ყველგან ვაკვირდებით და მას გრავიტაციას ვუწოდებთ. გალილეოც სწავლობდა. ყველა სხეული, დიდი და პატარა, იზიდავს ერთმანეთს, ემორჩილება უნივერსალური მიზიდულობის კანონი, ნიუტონმა აღმოაჩინა. ასე რომ, წონა არის ძალა, რომლითაც დედამიწის მიერ მიზიდული ობიექტები აჭერენ მათ საყრდენებს. წონა უნივერსალური სიმძიმის გამოვლინებაა. ნიუტონმა შეძლო თავის ლოგიკურ დასკვნამდე მიყვანა სხეულების დაცემის კანონი, რომელიც წამოიწყო გალილეო გალილემ.