Бас нэг зүйл чухал нөхцөл- вакуумд. Мөн хурдаар биш, харин хурдатгалтайгаар энэ тохиолдолд. Тийм ээ, тодорхой хэмжээгээр энэ нь үнэн юм. Үүнийг олж мэдье.

Тэгэхээр вакуум орчинд ижил өндрөөс хоёр бие унавал нэгэн зэрэг унах болно. Галилео Галилей нэгэн цагт биетүүд Дэлхий рүү унадаг болохыг туршилтаар нотолсон (яг том үсэг- бид гаригийн тухай ярьж байна) хэлбэр, массаас үл хамааран ижил хурдатгалтай. Домогт өгүүлснээр тэрээр тунгалаг хоолой авч, үрэл, өд хийж, дараа нь агаарыг нь шахаж авдаг. Ийм хоолойд байх үед хоёр бие нь нэгэн зэрэг унасан нь тогтоогджээ. Дэлхийн таталцлын талбарт байрладаг бие бүр ижил хурдатгалтай байдаг (дунджаар g~9.8 м/с²) чөлөөт уналттүүний массаас үл хамааран (үнэндээ энэ нь бүхэлдээ үнэн биш, гэхдээ эхний ойролцоо - тийм. Үнэн хэрэгтээ энэ нь физикийн хувьд ховор биш юм - эцсээ хүртэл уншина уу).

Хэрэв уналт агаарт тохиолдвол чөлөөт уналтын хурдатгалаас гадна өөр нэг зүйл гарч ирнэ; энэ нь биеийн хөдөлгөөний эсрэг чиглэсэн (хэрэв бие зүгээр л унаж байгаа бол чөлөөт уналтын чиглэлийн эсрэг) бөгөөд агаарын эсэргүүцлийн хүчээр үүсдэг. Хүч нь өөрөө олон хүчин зүйлээс хамаардаг (жишээлбэл, биеийн хурд, хэлбэр), гэхдээ энэ хүчний биед өгөх хурдатгал нь энэ биеийн массаас хамаарна (Ньютоны хоёр дахь хууль - F = ma, энд a хурдатгал). Өөрөөр хэлбэл, хэрэв нөхцөлт бол бие нь ижил хурдатгалтайгаар "унадаг" боловч дотор нь янз бүрийн зэрэгхүрээлэн буй орчны эсэргүүцлийн хүчний нөлөөн дор "удаашруулах". Өөрөөр хэлбэл, хөөс бөмбөгТүүний масс нь ойролцоо нисч буй хар тугалганыхаас бага байвал агаарт илүү идэвхтэй "удаашруулах" болно. Вакуум орчинд ямар ч эсэргүүцэл байхгүй бөгөөд хоёр бөмбөлөг ойролцоогоор (вакуумын гүн ба туршилтын нарийвчлал хүртэл) нэгэн зэрэг унах болно.

Эцэст нь хэлэхэд, амласан татгалзал. Дээр дурдсан хоолойд Галилейгийнхтэй адил, тэр ч байтугай дотор хамгийн тохиромжтой нөхцөлүрэл нь өчүүхэн наносекундын өмнө унана, энэ нь түүний масс нь өдний массаас бага (дэлхийн масстай харьцуулахад) ялгаатай байдагтай холбоотой. Гол нь хууль бүх нийтийн таталцал, энэ нь асар том биетүүдийн хоорондох хос таталцлын хүчийг тодорхойлдог бөгөөд ХОЁР масс гарч ирнэ. Өөрөөр хэлбэл, ийм биетүүдийн хос бүрийн хувьд үүссэн хүч (тиймээс хурдатгал) нь "унаж буй" биеийн массаас хамаарна. Гэсэн хэдий ч үрэлийн энэ хүчинд оруулах хувь нэмэр бага байх бөгөөд энэ нь үрэл ба өдний хурдатгалын утгуудын хоорондох ялгаа бага байх болно гэсэн үг юм. Жишээлбэл, бид дэлхийн массын хагас ба дөрөвний нэгтэй тэнцэх хоёр бөмбөг "унах" тухай ярих юм бол эхнийх нь мэдэгдэхүйц "унах" болно. хоёр дахь нь өмнө. Үнэн бол энд "унах" тухай ярихад хэцүү байдаг - ийм масс нь дэлхийг өөрөө мэдэгдэхүйц нүүлгэх болно.

Дашрамд хэлэхэд, дэлхий дээр үрэл эсвэл чулуу унах үед бүх нийтийн таталцлын ижил хуулийн дагуу чулуу нь дэлхий хүртэлх зайг даван туулж зогсохгүй тэр үед дэлхий чулуу руу ойртдог. өчүүхэн бага зайд (алга болохуйц). Сэтгэгдэл байхгүй. Унтахынхаа өмнө зүгээр л бод.

Дэлхий гэж нэрлэгддэг зүйлийг ашиглан ямар ч биеийг цөмдөө татдаг нь мэдэгдэж байна таталцлын талбар . Энэ нь манай гаригийн бие ба гадаргуугийн хоорондох зай их байх тусам түүнд үзүүлэх нөлөөлөл ихсэж, илүү тод илэрдэг гэсэн үг юм.

Босоо доошоо унасан бие дээр дурдсан хүчинд автсан хэвээр байгаа бөгөөд үүний улмаас бие доошоо унах нь гарцаагүй. Үлдсэн нээлттэй асуултунах үед түүний хурд ямар байх вэ? Нэг талаас, объектод агаарын эсэргүүцэл нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь нэлээд хүчтэй байдаг, нөгөө талаас, бие нь дэлхий рүү илүү хүчтэй татагддаг, үүнээс хол байх тусам бие нь дэлхий рүү татагддаг. Эхнийх нь саад тотгор болж, хурдыг бууруулж, хоёр дахь нь хурдатгал өгч, хурдыг нэмэгдүүлэх болно. Тиймээс өөр нэг асуулт гарч ирнэ: хуурай газрын нөхцөлд чөлөөт уналт боломжтой юу? Хатуухан хэлэхэд, бие нь зөвхөн вакуум орчинд л боломжтой бөгөөд агаарын урсгалын эсэргүүцэл хэлбэрээр хөндлөнгөөс оролцдоггүй. Гэсэн хэдий ч орчин үеийн физикийн хүрээнд биеийн чөлөөт уналт нь хөндлөнгийн оролцоотой тулгардаггүй босоо хөдөлгөөн гэж тооцогддог (энэ тохиолдолд агаарын эсэргүүцлийг үл тоомсорлож болно).

Бүх зүйл бол унасан объектыг бусад хүч, тухайлбал ижил агаарын нөлөөнд автахгүй байх нөхцлийг зөвхөн зохиомлоор бий болгох боломжтой юм. Вакуум дахь биеийн чөлөөт уналтын хурд нь биеийн жингээс үл хамааран үргэлж ижил тоотой тэнцүү байдаг нь туршилтаар батлагдсан. Энэ хөдөлгөөнийг жигд хурдасгасан гэж нэрлэдэг. Үүнийг 4 зуу гаруй жилийн өмнө нэрт физикч, одон орон судлаач Галилео Галилей анх тодорхойлсон байдаг. Ийм дүгнэлтийн хамаарал өнөөг хүртэл хүчээ алдаагүй байна.

Өмнө дурьдсанчлан, өдөр тутмын амьдралын хүрээнд биеийн чөлөөт уналт нь ердийн бөгөөд бүрэн зөв биш нэр юм. Үнэн хэрэгтээ аливаа биеийн чөлөөт уналтын хурд жигд бус байдаг. Бие нь хурдатгалтай хөдөлдөг тул ийм хөдөлгөөнийг дүрсэлсэн байдаг онцгой тохиолдол жигд хурдасгасан хөдөлгөөн.Өөрөөр хэлбэл, секунд тутамд биеийн хурд өөрчлөгдөнө. Энэ заалтыг анхаарч үзвэл бид биеийн чөлөөт уналтын хурдыг олж чадна. Хэрэв бид объектын хурдатгалыг өгөхгүй бол (өөрөөр хэлбэл бид түүнийг шидэхгүй, зүгээр л өндрөөс доош буулгана) анхны хурд нь тэгтэй тэнцүү байх болно: Vo = 0. Секунд бүрт хурд нь хурдатгалтай пропорциональ нэмэгдэх болно: gt.

Энд g хувьсагчийг оруулах талаар тайлбар хийх нь чухал. Энэ бол чөлөөт уналтын хурдатгал юм. Бие унах үед хурдатгал байгааг бид өмнө нь тэмдэглэсэн хэвийн нөхцөл, өөрөөр хэлбэл агаар байгаа болон таталцлын нөлөөн дор. Аливаа бие массаас үл хамааран 9.8 м/с2 хурдатгалтайгаар дэлхийд унадаг.

Одоо энэ анхааруулгыг харгалзан бид биеийн чөлөөт уналтын хурдыг тооцоолоход туслах томъёог гаргаж байна.

Өөрөөр хэлбэл, анхны хурдад (хэрэв бид үүнийг шидэх, түлхэх эсвэл бусад аргаар биед өгсөн бол) биеийг гадаргуу дээр хүрэхэд зарцуулсан секундын үржвэрийг нэмнэ. Хэрэв анхны хурд нь тэг байвал томъёо нь дараах хэлбэртэй байна.

Энэ нь ердөө л таталцал ба цаг хугацааны хурдатгалын үр дүн юм.

Үүний нэгэн адил объектын чөлөөт уналтын хурдыг мэдсэнээр та түүний хөдөлгөөний цаг эсвэл анхны хурдыг гаргаж чадна.

Хурд тооцоолох томъёог бас ялгах хэрэгтэй, учир нь энэ тохиолдолд шидэгдсэн объектын хөдөлгөөний хурдыг аажмаар удаашруулах хүч үйлчилнэ.

Бидний авч үзсэн тохиолдолд биед зөвхөн таталцлын хүч, агаарын урсгалын эсэргүүцэл нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь хурдны өөрчлөлтөд нөлөөлдөггүй.

Ньютон Галилео шиг механик хөдөлгөөний талаархи судалгаагаа судалж эхэлсэн Биеийн уналтын хууль, гэхдээ түүний даалгавар аль хэдийн арай хялбар байсан. Ньютон Галилеогийн мөрөөдөж чадах агаарын шахуургатай байсан.

Галилео туршилтаа шидэх замаар хийсэн Пизагийн налуу цамхагтөмөр цөм, (дэлгэрэнгүй мэдээлэл: ). Ньютон нэг үзүүрийг нь битүүмжилсэн урт шилэн хоолойг аваад дотор нь хийв жижиг хэсэгзалгуур болон буудаж, агаарын насос руу хоолойг холбосон. Шахуурга нь агаарын ихэнх хэсгийг сорж авсан.

Эрдэмтэн хоолойн нөгөө үзүүрийг битүүмжилжээ. Мөн үйсэн хэсэг бүхий үрэл нь маш ховордсон агаарын орон зайд үлджээ. Ньютон хоолойг эхлээд нэг үзүүрээр нь эргүүлж, дараа нь нөгөө үзүүрээр нь эргүүлэв - үйсэн хэсэг, үрэл ижил хурдтайгаар доош унав. Тиймээс хоосон объектуудад үүнийг батлах боломжтой болсон янз бүрийн жинижил хурдаар унах. Одоо эдгээр энгийн төхөөрөмжүүд - " Ньютон хоолой" - сургууль бүрт байдаг.

Уналтын хурд нь жингээс хамаардаггүй

Унах хурд нь жингээс хамаардаггүй. Унаж буй биетүүд жингүй байдаг (дэлгэрэнгүй мэдээлэл :) гэж Галилео хэлэв. Энэ нь Ньютон дүгнэснээр жин нь бүх объект, бодисын үндсэн шинж чанар биш юм. Аливаа эд зүйл хэвтэж, өлгөөтэй байх үед л жинтэй байдаг бөгөөд унахдаа жингээ хасдаг.

Жин гэж юу вэ

Ньютоны өмнөх хүмүүсийн нэг Францын математикийн гүн ухаантан Рене Декарт жингэдэг нь юмсын газар эсвэл хэвтэж буй суурин дээр үзүүлэх дарамт юм. Ньютон Галилейгийн хувинтай хийсэн туршилтуудыг санав. Нэг хувингаас нөгөө хувин руу ус асгаж байхад тэд нийт жинөмнөхөөсөө бага байсан - унаж буй ус чөлөөтэй хөдөлж, юу ч түүнийг зогсоосонгүй, уналтын үеэр жингээ татсангүй.

Доод хувин дотор бүх ус ормогц жингийн тэнцвэр сэргэв. Энэ нь Ньютоныг гайхшруулсангүй. Доод хувин дээр бүх ус хуримтлагдсан тул түүний ёроолд байгаа даралт нь хоёр хувин дахь усны даралтын нийлбэртэй яг тэнцүү байх ёстой. Ус буцаад жингээ авсан бололтой.

Бие яагаад индэр дээр дардаг вэ?

Гэхдээ бие яагаад индэр дээр дардаг вэ?? Декарт үүнийг мэдээгүй. Жин аваад пүрш дээр өлгөцгөөе. Хавар сунах болно. Одоо энэ жинг арилгаж, булгийн дэгээг гараараа барьцгаая. Бид хүч хэрэглэснээр пүршийг жин нь сунгасан хэмжээгээр сунгаж чадна. Жингийн жин, гарны хүч нь хавар дээр ижил нөлөө үзүүлдэг. Энэ нь биеийг индэр дээр дарах шалтгаан - тэдний жин нь ямар нэгэн хүч юм гэсэн үг юм. Ньютон үүнийг тодорхойлсон.

Таталцлын хууль

Энэ бөмбөрцөгжин болон бусад биеийг өөртөө татаж, өөртөө ойртуулдаг. Бид энэ үзэгдлийг хаа сайгүй, хаа сайгүй ажиглаж, таталцал гэж нэрлэдэг. Галилео бас суралцсан. Том жижиг бүх бие бие биедээ татагдаж, дуулгавартай байдаг бүх нийтийн таталцлын хууль, Ньютон нээсэн. Тиймээс жин гэдэг нь дэлхийн татсан объектууд тэднийг барьж буй тулгуур дээр дарах хүч юм. Жин бол бүх нийтийн таталцлын нэг илрэл юм. Ньютон Галилео Галилийн санаачилсан биетүүдийн уналтын хуулийг логик дүгнэлтэд хүргэж чадсан.

Үгүй ээ, дэлхийн талбайн таталцлын хурдатгал нь секундэд 9.8 метр квадрат нь бүх биед нөлөөлдөггүй.

Та хуулийг зөв тайлбарлав. Уналтын хурд (эсвэл илүү нарийвчлалтай, түүний хурдатгал) нь харилцан үйлчилж буй биетүүдийн массын бүтээгдэхүүнээс хамаарна.
Хэрэв нэг кг жин, нэг тонн жинтэй бол тэдгээрийн хурд нь багаж хэрэгслийн хувьд мэдэгдэхүйц ялгаатай байх болно, учир нь хоёр дахь оролцогч болох Дэлхий ижил масстай бөгөөд энэ масс нь мэдэгдэхүйц юм. бүхнээс илүүэдгээр жингээс. Тиймээс тэдгээрийн хоорондох таталцлын хүч нь дэлхийн массаас голчлон хамаарна. Тиймээс, саран дээр ХОЁР туухай нь сул хурдасч, бараг адилхан сулрах болно.

Өөр нэг арга. Дэлхий жинд хүч өгдөг бөгөөд энэ нь жинг хурдасгахад хүргэдэг. Энэ хүчийг жингийн бариулд биш харин түүний MASS-д хэрэглэнэ. Мэдээжийн хэрэг, жингийн масс их байх тусам илүү их хүчДэлхий энэ жинд үйлчлэх боломжтой болно. Гэхдээ хурдатгал өөрчлөгдөхгүй хэвээр байх болно, учир нь хэрэглэсэн хүч нэмэгдэх тусам энэ хүчийг хэрэглэх бодисын хэмжээ нэмэгддэг. Нэг нь нөгөөг нь нөхдөг бөгөөд жингийн хурдатгал ижил хэвээр байна. Тиймээ, хэрэглэсэн хүч нь өөр, гэхдээ өөр жинд хэрэглэнэ! Та физикийг хуурч чадахгүй

Гурав дахь хандлага. Таталцлын хуулийн талаарх таны тайлбар дээр үндэслэн хосын аль нэг биеийн масс өөрчлөгдөхөд хурдатгал өөрчлөгдөх ёстой. Харин жин ба дэлхийн хувьд харилцан үйлчлэлцдэг биетүүдийн масс нь бие биентэйгээ харьцуулах боломжгүй олон сая дахин ялгаатай байдаг. Миний хувьд энэ хосын цорын ганц жижиг оролцогч байгаа нь мэдээжийн хэрэг та үр дүнд мэдэгдэхүйц өөрчлөлт гарахгүй, учир нь нөгөө оролцогч нь болж буй зүйлд хэмжээлшгүй их хувь нэмэр оруулдаг. Одоо, хэрэв та хоёр туухайг бие биенийхээ хооронд байрлуулах талаар бодож байгаа бол тийм - тэдгээрийн аль нэгнийх нь массын өөрчлөлт нь хоёр жинг хурдасгахад шууд мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлэх болно. Эсвэл харьцуулахын тулд жингийн массыг биш, харин дэлхийн массыг хоёр дахин нэмэгдүүлэхийг оролдоорой - тэгвэл та хурдатгалд гайхалтай нэмэгдэх болно!

Энэ нь нөлөө үзүүлдэг! Хэрэв бид дэлхий рүү унах тухай ярьж байгаа бол энэ тэгшитгэлд дэлхийн масс нь ихэвчлэн ярьдаг биетүүдээс хамаагүй их байна. бид ярьж байна, энэ биеийн масс нь чөлөөт уналтын хурдатгалд маш бага нөлөө үзүүлдэг тул тогтмол байна гэж үздэг. Тиймээс тэд үүнийг хүлээн зөвшөөрдөг бөгөөд энэ нь нөлөөлөхгүй)

Хоёрдахь зүйл бол та бөөмс ба тэдгээрийн массын үржвэрийн тухай ярьж байна. Тиймээс масстай нэг ч энгийн бөөмс хараахан олдоогүй байна. Онолын хувьд энэ нь Хиггс бозон гэж тооцогддог боловч CERN үүн дээр ажиллаж байна. Энэ бол ийм парадокс юм.

Дэлхийн таталцлын хуулийн хувьд бүх зүйл зөв, тийм ээ. Хурдны хувьд хурд нь масстай шууд бусаар хамааралтай бөгөөд огт хамааралгүй, эсвэл хамааралтай ч байж болно, уналтын нөхцөл байдлаас шалтгаална. Таталцлаас бусад хүч нь уналтын хурдад ихэвчлэн саад болдог тул хүчний үйл ажиллагааны хугацаа нь бас чухал хүчин зүйл болдог.
Энгийнээр хэлбэл, биеийн масс нь түүний өөр биед татах хүчд нөлөөлдөг. Энэ хүч нь эргээд масстай пропорциональ инерцийн хүчийг давдаг. Тиймээс агааргүй орон зайд хурдатгал тогтмол байх бөгөөд дараа нь бие ба биеийн масс хоорондын зай мэдэгдэхүйц өөрчлөгддөггүй. Уналтын хурд нь зөвхөн хурдатгалаас гадна хурдатгал ажиллаж байсан цаг хугацаанаас хамаарна. Мэдээжийн хэрэг, мөн анхны хурдаас.