האם כוח המשיכה אמיתי? (תשובה מלאה לכדור הארץ השטוח)

הדבר השני שגורם למזג האוויר השטוח לפקפק בכדור הארץ כדורית הוא כוח המשיכה. לדבריו, כוח המשיכה הוא שקר, כוח המשיכה אינו קיים.

בואו נלמד שוב.

בניגוד למושג מים שטוחים בפרק 1 אשר (אני מודה) מטעה למדי להבנתנו, הכחשת כוח הכבידה על ידי האזנה השטוחה אינה כה מטעה ...

... במיוחד אם יש לך רק קצת הבנה נכונה של כוח המשיכה.

למרות שכפי שנראה בהמשך, גם לאדמה השטוחה יש נקודה, והמזלף הלא שטוח טועה.

סִגְנוֹן

לפני שנכנס לדיון הזה, אני רוצה לתת מושג קטן על סגנון. זה חשוב כדי להקל על הבנת כוח המשיכה.

מצב תנועת האובייקט ישתנה אם הוא נתון לכוח.

[toggler title = "סימון מתמטי (לחץ כאן)"] אם מוצג בצורה מתמטית, זה מתבטא במונחים של כוח ותאוצה,

[לטקס] F = ma [/ לטקס]

כאשר [לטקס] F = [/ לטקס] כוח, [לטקס] m = [/ לטקס] מסה, [לטקס] a = [/ לטקס] תאוצה. [/ מתג]

שימו לב לבלוקים המונחים על הרצפה. הוא נתון לכוח של 10 N לימין, ולכן הוא מאיץ ועובר ימינה.

ואז הוא מקבל 20 N כוח נוסף שמאלה, כך שהכוח הכולל שהוא מרגיש עכשיו הוא 10 N משמאל, ובסוף הוא יעבור שמאלה,

רק תבין את זה קודם לגבי סגנון ...

... אנחנו עוברים לכוח המשיכה.

מהי בעצם כוח המשיכה?

כוח המשיכה הוא כוח המשיכה המתרחש בין עצמים שיש להם מסה ביקום.

אז, במקור כל האובייקטים ביקום מושכים זה את זה. עם זאת, הכוח האטרקטיבי בין השולחן לביניכם אינו כה גדול עד שאינכם חשים בכך.

גודל כוח הכבידה הזה פרופורציונאלי למסה של כל אובייקט מעורב. ככל שמסת האובייקט גדולה יותר, כך כוח הכבידה שלו גדול יותר. וכוח זה הולך וקטן ככל ששני האובייקטים נמצאים במרחק רב יותר.

מתמטית, זה נאמר בחוק הכבידה האוניברסלי של ניוטון:

[לטקס] F = G \ frac {M_1 M_2} ​​{R ^ 2} [/ לטקס]

כאשר [לטקס] F = [/ לטקס] כוח משיכה, [לטקס] G = [/ לטקס] קבוע כוח הכבידה האוניברסלי, [לטקס] M = [/ לטקס] מסת האובייקט, [לטקס] R = [/ לטקס] מרחק של שני חפצים.

קבוע הכבידה האוניברסלי [לטקס] G = 6.67 \ פעמים 10 ^ {- 11} [/ לטקס] הוא ערך קטן מאוד ... לכן לכוח הכבידה תהיה השפעה יחסית רק אם מסת האובייקט (לפחות אחד מהם) הוא גדול.

משוואה זו נגזרה על ידי ניוטון באופן אמפירי, באמצעות תצפית ומחקר במשך יותר מ -20 שנה ...

... זה לא היה רק ​​תפוח נופל ופתאום צץ בראשו רעיון הכבידה.

כוח הכבידה הזה הוא שגורם לנו לעמוד על הקרקע, גורם לכוכבי הלכת להסתובב, גורם לכדור שנבעט שוב ​​למטה לקרקע וכן הלאה.

בדיון זה נראה כיצד מדענים מאמינים שכוח המשיכה קיים. בסוף יהיו גם תוספות לאופן פעולת הכבידה ומדוע מדענים לא מאמינים בכך.

אין כוח משיכה, יש צפיפות

מדוע תפוח נופל למטה? התשובה הפשוטה, מכיוון שיש כוח כוח משיכה על פני האדמה.

אבל מכשיר האזנה השטוח מתנגד לכוח המשיכה, ולכן הם מדגימים את התופעה של טביעת ברזל ושעם צף על מים ...

"אם באמת יש כוח משיכה, גם הפקק צריך לשקוע בתחתית. מה שגורם לכיור הברזל הוא לא כוח המשיכה, אלא הצפיפות! "

למעשה, גם כוח המשיכה וגם כוח המשיכה הספציפי תורמים לתופעה זו.

דחיית רעיון הכבידה וקבלת רעיון הצפיפות הם גם פרדוקס בפני עצמו, מכיוון שלצפיפות יש גם מרכיב של כוח הכבידה (כוח המשיכה).

כוח משיכה ספציפי, [לטקס] S = \ frac {w} {V} [/ לטקס], כאשר [לטקס] w [/ לטקס] הוא כוח הכבידה. הו!

מה שקורה כאן הוא חוק ארכימדס או צִיפָה, כלומר המעלית המורגשת על ידי אובייקט כאשר הוא נמצא בנוזל. הגורם להופעת כוח זה עצמו הוא ההבדל בלחץ ההידרוסטטי של הנוזל (מוסבר בפרק 1) בתחתיתו ובחלקו העליון של האובייקט.

כמות ההרמה, [לטקס] F = \ rho V g [/ לטקס]

עם [לטקס] \ rho = [/ לטקס] צפיפות נוזלים, [לטקס] V = [/ לטקס] נפח שקוע, [לטקס] g = [/ לטקס] תאוצה עקב כוח המשיכה.

כאשר מכניסים אותם למים, גם הברזל וגם הפקק חווים כוח הרמה זה.

מטעמי נוחות, אנו מניחים כי נפח הברזל והפקק הטבולים במים זהה, כך שכוח ההרמה [לטקס] F [/ לטקס] שהם מרגישים זהה.

הדבר שקרה היה ...

  • כוח המשיכה של הברזל גדול מכוח ההרמה, [לטקס] w_ {ברזל}> F [/ לטקס]
  • כוח המשיכה של הפקק הוא פחות (מכיוון שהוא קל יותר) מכוח ההרמה, [לטקס] w_ {הפקק}

התבונן שוב במושג הסגנון שהעברתי בהתחלה.

מכאן עליכם להבין מדוע הברזל ימשיך לנוע מטה ולשקוע, ואילו הפקק יוגבה.

אז ברור, גם כוח המשיכה וגם הכבידה הספציפית עובדים כאן.

ניסוח פשוט לדעת שאובייקט ישקע או יצוף בנוזל, אתה רק צריך להסתכל על צפיפות האובייקט ולהשוות אותו לצפיפות הנוזל.

  • טבע, [לטקס] \ rho> \ rho_f [/ לטקס]
  • מרחף, [לטקס] \ rho = \ rho_f [/ לטקס]
  • צף, [לטקס] \ rho <\ rho_f [/ לטקס]
קרא גם: מדוע נמלים לא מתות כשהן נופלות מגובה?

* רוצה צפיפות או צפיפות, הניסוח דומה.

איפה כוח המשיכה? אני יכול לצלול למעלה ולמטה אתה יודע ..

שוב, שים לב למושג הסגנון בהתחלה.

אתה תעלה למעלה כאשר המעלית שלך גדולה מכוח המשיכה, ואתה תעבור למטה כשהמעלית שלך פחות מכוח המשיכה.

הסתכל שוב במשוואת הציפה

כמות ההרמה, [לטקס] F = \ rho V g [/ לטקס]

על מנת שהמעלית שלך תגדל, נפח הגוף שלך חייב לעלות. זה נעשה על ידי שאיפת אוויר והחזקתו בגופך. בינתיים, על מנת שהמעלית שלך תפחת, נפח הגוף שלך צריך לרדת. זה נעשה על ידי הסרת / הפחתת האוויר בגופך.

צוללנים או חובבי שחייה יבינו.

מה דעתך על בלון אוויר חם?

כוח המשיכה יכול למשוך את הירח, אך לא כדור פורח?

שוב, זה עדיין קשור צִיפָה. האוויר שאנו נושמים הוא בעצם נוזל, וכל האובייקטים באוויר חווים גם הם הרמה.

רק מכיוון שצפיפות האוויר קטנה, המעלית הזו אינה מובהקת במיוחד.

בבלוני אוויר חם, האוויר בתוך הבלון הוא בדרך כלל גז הליום או אוויר מחומם רגיל, בעל פחות צפיפות מאוויר.

לכן, הכדור פורח יכול לעלות.

עם זאת, כדור פורח זה לא עולה באווירה.

ככל שמקום גבוה יותר, כך צפיפות האוויר נמוכה יותר. כעת, בלון אוויר חם זה יפסיק לעוף (ורחף רק בגובה קבוע) כאשר צפיפות האוויר שווה לצפיפות הגז בו.

מה גורם לכוכבי הלכת להסתובב סביב השמש? כוח משיכה?

טסלה אמר אלקטרומגנט!

כוח משיכה.

מדוע עלינו להאמין שכוח המשיכה גורם לכוכבי הלכת להסתובב סביב השמש?

לא רק בגלל שזה נראה סביר, אלא בגלל שהחישובים של ניוטון תואמים את תורת הכבידה תוצאות התצפיות על התופעות הקיימות.

אחד מהם הוא התאמת חישובי הכבידה של ניוטון למהפכת הירח בכדור הארץ.

[toggler title = "הוכחה (לחץ כאן)"]

[מחלק] מתמטיקה [/ מחלק]

עדות כנגד תנועת הירח.

בתקופתו של ניוטון אסטרונומים השיגו נתונים רבים על גרמי השמיים, אחד מהם היה רדיוס דרכו של הירח לכדור הארץ. הנתיב דומה למעגל ברדיוס של [לטקס] 3,8 \ פעמים 10 ^ 8 [/ לטקס] מ '.

הזמן שלוקח לירח להקיף את כדור הארץ הוא 27.3 יום ([לטקס] \ כ- 2.36 \ פעמים 10 ^ 6 [/ לטקס] שניות).

בהתבסס על הפיזיקה של תנועה מעגלית, עצמים נעים במעגל מכיוון שהם מואצים על ידי הכוח הצנטריפטלי המכוון לעבר מרכז המעגל.

גודל התאוצה הצנטריפטלית של תנועת הירח הוא

[לטקס] \ התחל {align *}

a & = \ frac {v ^ 2} {r} = \ omega ^ 2 r = \ left (\ frac {2 \ pi} {T} \ right) ^ 2r \

& = \ frac {4 \ pi ^ 2 r} {T ^ 2} \

& = \ frac {4 \ pi ^ 2 (3,8 \ פעמים 10 ^ 8)} {(2.36 \ פעמים 10 ^ 6) ^ 2} \

& = 0.0027 \ m / s ^ 2

\ end {align *} [/ latex]

עכשיו, בואו נחשב את גודל התאוצה באמצעות נוסחת הכבידה של ניוטון:

[לטקס] \ התחל {align *}

F & = G \ frac {m_ {earth} m_ {month}} {r ^ 2} \

m_ {month} a & = G \ frac {m_ {earth} m_ {month}} {r ^ 2} \

a & = G \ frac {m_ {earth}} {r ^ 2} \

& = (6.67 \ פעמים 10 ^ {- 11}) \ frac {(5.97 \ פעמים 10 ^ {24}} {(3.8 \ פעמים 10 ^ 8) ^ 2} \

& = 0.0027 \ m / s ^ 2

\ end {align *} [/ latex]

ניתן לראות כי תוצאות החישובים המשתמשים בנוסחה של ניוטון הם בהתאם לתצפיות הקיימות. אנו מקבלים את התוצאה הנכונה הזו גם כאשר אנו מחשבים במקרים אחרים של תנועה.

זו עדות שהובילה מדענים לקבל את כוח המשיכה של ניוטון.

(הפניה: יוחנס סוריה. 2009. מכניקה ופואידה א '. טנגרנג: קנדל)

[מחלק] מתמטיקה [/ מחיצה] [/ מתג]

כך…

ואז לגבי טענתו של טסלה לפיה כדור הארץ מסתובב בגלל אלקטרומגנט, למעשה זה לא ברור.

בקיצור, אלקטרומגנט הוא כוח הנגרם על ידי חשמל או מגנטיות. (משמש לעתים גם למונח מגנט המיוצר על ידי זרם חשמלי)

וגם אם טסלה אכן אמרה זאת, (תתנצל) במקרה זה טסלה טעה. בהתחשב במומחיותו של טסלה עצמו הוא מהנדס חשמל, ואין שום רשומות שמראות שהוא אי פעם ערך מחקרים ומחקרים על כוח המשיכה או התנועה הפלנטרית.

למה זה לא בסדר?

מכיוון שכדור הארץ אינו מטען חשמלי (למעשה הוא, אבל מאוד מאוד מאוד קטן בסולם השמש-אדמה)

לפיכך, לא ייתכן שהמשיכה החשמלית בין כדור הארץ לשמש תגרום להם להסתובב.

ואז הכוח המגנטי ...

לכדור הארץ יש שדה מגנטי, כמו גם לשמש. אך השדה המגנטי בין השניים אינו מתקשר ישירות. שוב, חלש מדי.

גם אם האינטראקציה בין השניים חזקה, יש תנאי אחד שיש לעמוד בו. הקטבים המגנטיים זה מול זה חייבים תמיד להיות מנוגדים ... וכל כוכבי הלכת במערכת השמש שלנו ינועו במקביל.

ככה:

למעשה, על סמך תוצאות תצפיותיו זה לא כך

הצורות שעומדות בשורה בשל שדה מגנטי זה אינן יכולות להתרחש מכיוון שמאוחר יותר זה יהיה כך:

מכיוון שפלטת כוכבי הלכת נעה מקבילה זו לזו עם קטבים מנוגדים, סביר להניח שכוכבי הלכת ידבקו זה לזה. (יתכן שלא אם מהירות התנועה תפגוש, אך מכיוון שהכוח המגנטי כאן חזק, סביר להניח שהוא ייצמד זה לזה ~ צריך ניתוח נוסף)

אך שוב, הטענות לגבי הציטוט של טסלה אינן ברורות (ואני לא חושב שכן). אין ספרות חזקה שאומרת את זה.

האלקטרונים סובבים סביב גרעין האטום, מה הסיבה? כוח משיכה? נילס בוהר ענה לאלקטרומגנטיות!

במקרה של סיבוב אלקטרונים סביב גרעין האטום, התפקיד הוא אלקטרומגנטי, המשיכה החשמלית בין פרוטונים (מטען חיובי) לאלקטרונים (מטען שלילי).

קרא גם: מדוע תוצאות הסקר משתנות? איזה מהם נכון?

כוח המשיכה למעשה עובד גם כן, אך מכיוון שהמונים של הפרוטונים והאלקטרונים כל כך קטנים, כוח הכבידה הזה הוא גם קטן מאוד בהשוואה למשיכה החשמלית של הפרוטונים והאלקטרונים.

[toggler title = "הספירה (לחץ כאן)"]

כוח הכבידה בין פרוטונים לאלקטרונים,

[לטקס] \ התחל {align *}

F_ {gravity} & = G \ frac {m_ {p} m {e}} {r ^ 2} \

& = (6.67 \ פעמים 10 ^ {- 11}) \ frac {(1.6 \ פעמים 10 ^ {- 27}) (9.1 \ פעמים 10 ^ {- 31})} {(5,3 \ פעמים 10 ^ {- 11}) ^ 2} \

& = 3,5 \ פעמים 10 ^ {- 47} \ N

\ end {align *} [/ latex]

הכוח החשמלי בין פרוטונים לאלקטרונים,

[לטקס] \ התחל {align *}

F_ {חשמל} & = k \ frac {q ^ 2} {r ^ 2} \

& = (9 \ פעמים 10 ^ 9) \ frac {(1,6 \ times 10 ^ {- 19}) ^ 2} {(5,3 \ times 10 ^ {- 11}) ^ 2} \

& = 8,2 \ פעמים 10 ^ {- 8} \ N

\ end {align *} [/ latex]

[לטקס] F_ {חשמל} \ כ -10 ^ {39} F_ {כוח משיכה} [/ לטקס]

תוצאות אלו גם מצביעות על כך שכוח המשיכה הוא למעשה כוח חלש מאוד ... ההשפעה תורגש רק אם לאובייקטים המעורבים (לפחות אחד מהם) יש מסות גדולות.

[מחלק] מתמטיקה [/ מחיצה] [/ מחליף]

ואז ניוטון טעה?

לא באמת.

זה לא שתמיכה בניוטון אף פעם לא טועה, אבל אין ראיות תקפות המצביעות על כך שניוטון אמר שזה הכבידה שהייתה אלקטרונים סביב גרעין האטום.

כי בתקופתו של ניוטון לא היה שום ידיעה על אטומים ואלקטרונים.

מדע האטום לא התפתח רק כעבור 171 שנה.

אבל כדור הארץ שטוח צודק בעניין זה ...

למרות שיש הרבה השקפות שגויות של אדמה שטוחה, למעשה יש גם לאדמה שטוחה ...

... ואדמה לא שטוחה טועה כאן.

אנו יודעים שכוח המשיכה קיים, מוכח על ידי אירועים וניתוח של תופעות פיזיקליות קיימות. אנו מכירים גם את מנגנון הכבידה, הוא מושך אליו מסות אחרות.

כאילו אנחנו כבר מבינים טוב מאוד מה זה כוח המשיכה.

אבל ... כמו שאמרה האדמה השטוחה,

אנחנו לא באמת יודעים איך זה עובד בפועל.

איך יכול כוח המשיכה להתעורר ולמשוך המונים אחרים?

אֵיך?

זו אחת השאלות המסובכות ביותר בפיזיקה ...

….

עד שלבסוף אלברט איינשטיין התייצב איתו תורת היחסות הכללית, משלימים את כוח המשיכה של ניוטון.

תורת היחסות הכללית (תורת היחסות הכללית) היא תיאוריה שלמה יותר מכוח המשיכה של ניוטון, ומספקת הסבר ברור יותר כיצד זה יכול לעבוד.

מסה הממוקמת בחלל-זמן תביא לעיקום של זמן-זמן. ועקמומיות זו היא הגורמת לאפקט שאנו מכנים כוח משיכה.

הערה: התמונה לעיל היא רק המחשה לעיקול המרחב במישור דו-ממדי. המקור מורכב מזה.

אז זה מה שנאמר לפעמים שכוח המשיכה לא קיים.

זה מידע נכון ... צריך פשוט ליישר אותו.

הנקודה בהיעדר כוח המשיכה היא כי באופן עקרוני כוח המשיכה אינו באמת קיים ככוח, אלא יש גיאומטריה של עיקול המרחב-זמן על ידי מסת עצמים. השפעת העקמומיות היא מה שאנו תופסים ככבידה.

אנשים מסויימים לְהַמעִיט בְּעֵרכּוֹ התיאוריה של איינשטיין היא 'חלום לאור יום', מכיוון שהוא ביסס את התיאוריה שלו רק על הדמיון שדמיין, אין עדויות ניסיוניות ...

זה נכון, אבל זה גם לא ככה. אל תבינו אותי לא נכון.

תיאוריה אכן תהיה חזקה יותר אם יש לה ראיות ניסיוניות ...

אבל לבטל את התיאוריה של איינשטיין כחסרת בסיס ודמיוני זה לא נכון.

למרות שלאיינשטיין לא היו עדויות ניסיוניות בזמן גיבושו, הוא לא עבד על תורת היחסות הזו בהקיץ. היה ניתוח מתמטי מתקדם כל כך הרבה שהוא ביצע (וזה לא יכול להיחשב קל), עד שאינשטיין הגיע למסקנה הסופית שלו.

הנה תמונה מהספר שדות אלקטרומגנטיים (רואלד וונגסנס) המציגה ניתוח חלקי (עשרות עמודים לסיום) של תורת היחסות המיוחדת של איינשטיין:

אני עדיין לא מבין מה המשמעות של המשוואה.

שלא לדבר על תורת היחסות הכללית, לא למדתי הרבה ולא ממש מבין אותה. אם אתה רוצה להסתכל, אתה יכול לעשות את זה כאן.

תורת היחסות של איינשטיין אושרה לראשונה בניסוי על ידי ארתור אדדינגטון ואח ', על ידי התבוננות בהתרחשות ליקוי חמה מוחלט בדרום אפריקה כדי לראות את התרחשות כיפוף האור עקב כוח המשיכה.

לאחר מכן, ניסויים אחרים אישרו גם את נכונותם. קיומם של GPS, כורים גרעיניים ופוזיטרונים מאששים גם את נכונותה של תורת היחסות הזו.

האחרונה, ששמענו בוודאות, לגבי גלי הכבידה ... זו גם תחזית מתורת היחסות הכללית של איינשטיין שניתן להוכיח סוף סוף.

לכן…

אם יש התנגדויות, שאלות, תיקונים או כל דבר אחר, אנא הגש אותם בעמודה התגובות.

חזרה לתוכן

המשך פרק מס '3 ארכיון הארץ

עדכון:

סדרה זו של תפיסות מוטעות לגבי אדמה שטוחה הופסקה. ריכזנו דיון זה בצורה מובנית, שלמה ויסודית יותר בצורת ספר שכותרתו תיקון תפיסות מוטעות של כדור הארץ שטוח

לקבלת ספר זה, אנא לחץ כאן ישירות.

הודעות האחרונות