Што такое сіла прыцягнення

Калі на ўроках фізікі ў пачатковых класах выкладчык згадвае якое існавала раней ўяўленне аб планеце Зямлі як аб плоскасці, якая спачывае на кітах, сланоў ці чарапахах, то на тварах вучняў з'яўляюцца ўсмешкі і ў класе нават раздаюцца смяшкі. Гэта цяпер шмат хто ўжо ў дзіцячым садку ведаюць, што Зямля - гэта шар, а сіла прыцягнення ўздзейнічае на ўсе матэрыяльныя прадметы. Аднак давайце хоць бы на імгненне прадставім, што пра гравітацыі нам нічога не вядома. Як тады растлумачыць, што людзі ўтрымліваюцца на паверхні, а вада акіянаў ня выліваецца ў пустэчу касмічнай прасторы, калі не скарыстацца уяўленнем пра плоскай планеце? Калі сіла прыцягнення для нас тайна - то, мабыць, ніяк. Менавіта таму так важна ставіцца з разуменнем да мінулага, бо кожнаму часу - свае адкрыцці.

Сіла гравітацыйнага прыцягнення была адкрыта І. Ньютанам у 1666 годзе. Да яго прыцягненне спрабавалі растлумачыць такія выбітныя навукоўцы свайго часу, як Гюйгенс, вядомы сваімі працамі па цэнтрабежнай сіле, Дэкарт, а таксама Кеплер, які сфармуляваў фундаментальныя тры закона, якім падпарадкоўваецца перасоўванне нябесных аб'ектаў. Аднак гэта былі толькі здагадкі, якія грунтуюцца хутчэй на здагадках, а не на фактах. Ні адно з іх не давала цэласнага разумення светабудовы. Ньютан ж меў намер стварыць завершаную тэорыю, у рамках якой магла быць растлумачаная сіла прыцягнення і ўзаемазвязаныя з ёй з'явы. І гэта яму ўдалося. Былі сфармуляваны не проста тэарэтычныя перадумовы з формуламі, а створана паўнавартасная мадэль. Яна апынулася настолькі ўдалай, што нават цяпер, праз стагоддзі, агульная тэорыя адноснасці, быўшы развіццём ідэй Ньютана, выкарыстоўваецца пры разліках нябеснай механікі.

Яе фармулёўка вельмі простая і запамінальная: сіла, з якой аб'екты прыцягваюцца, залежыць ад іх масы і адлегласці. Дадзенае вызначэнне выяўляецца наступным чынам:

F = (M1 * M2) / (R * R),

дзе M1 і M2 - масы аб'ектаў; R - адлегласць.

Звычайна знаёмства з класічнай тэорыяй пачынаюць менавіта з гэтай формулы. Для больш дакладнага прадстаўлення ўсю правую частку варта памножыць на гравітацыйную канстанту.

Выснову наступны: чым аб'ект масіўней, тым больш моцнае прыцягвальнае ўздзеянне ён аказвае на асяроддзе. Пры гэтым цалкам не прынцыпова, ці будзе гэта сфера масай 1 кг, або кропка з такім жа вагой. У той жа час, пры разліку сістэмы двух тэл, напрыклад, Сонца і Зямлі, апошняя сапраўды гэтак жа прыцягвае зорку да сябе. Сіла прыцягнення зямлі, якая ўзаемадзейнічае з полем Сонца, фармуе агульны цэнтр мас, вакол якога адбываецца ўзаемнае зварот. Гэта толькі здаецца, што Сонца - цэнтр нашай сістэмы. Праўдзівы ж, хоць і знаходзіцца ў зорцы, з фізічнай сярэдзінай кропкай не супадае.

Сіла прыцягнення можа быць вызначана ў рамках класічнага закона сусветнага прыцягнення пры выкананні дзвюх умоў:

- хуткасці аб'ектаў разгляданай сістэмы значна менш хуткасці прамяня святла;

- патэнцыял гравітацыйнага поля адносна малы.

У хуткім часе пасля завяршэння Ньютанам работ па прыцягненню, стала відавочнай неабходнасць яе істотнай дапрацоўкі. Справа ў тым, што хоць рух тэл нябеснай сферы можна было разлічваць з дапамогай прапанаваных формул, часам ўзнікалі сітуацыі, калі тэорыя Ньютана аказвалася скарыстаная, бо давала цалкам непрадказальныя вынікі.

Недахопы былі ліквідаваныя Эйнштэйнам, які прапанаваў сур'ёзна дапрацаваную мадэль, якая ўлічвае як хуткасць святла, так і занадта моцныя гравітацыйныя поля. Аднак цяпер нават такая агульная тэорыя адноснасці перастала быць універсальным адказам на ўсе пытанні: у мікрасвеце яе пастулаты аказваюцца няслушныя.