Հայեցակարգի նշում արագացում ազատ անկում հաճախ ուղեկցվում են դպրոցական դասագրքերից օրինակներով և փորձերով, որոնցում նույն բարձրությունից գցվում են տարբեր քաշի առարկաներ (մասնավորապես՝ գրիչ և մետաղադրամ): Միանգամայն ակնհայտ է թվում, որ առարկաները տարբեր ընդմիջումներով գետնին են ընկնելու (փետուրը կարող է ընդհանրապես չընկնել): Հետեւաբար, մարմինները չեն ենթարկվում միայն մեկ կոնկրետ կանոնի. Այնուամենայնիվ, սա կարծես թե ընդունված է միայն հիմա, որոշ ժամանակ առաջ փորձեր էին պահանջվում դա հաստատելու համար: Հետազոտողները հիմնավոր կերպով ենթադրում էին, որ մարմինների անկման վրա գործում է որոշակի ուժ, որն ազդում է դրանց շարժման և, որպես հետևանք, ուղղահայաց շարժման արագության վրա։ Դրան հաջորդեցին ոչ պակաս հայտնի փորձերը ապակե խողովակներով, որոնց մեջ մետաղադրամ ու գրիչ կա (փորձի մաքրության համար): Խողովակներից օդ է տարհանվել, որից հետո դրանք հերմետիկ փակվել են։ Ինչպիսի՞ն էր հետազոտողների զարմանքը, երբ և՛ գրիչը, և՛ մետաղադրամը, չնայած ակնհայտորեն տարբեր քաշին, ընկնում են նույն արագությամբ։

Այս փորձը հիմք է ծառայել ոչ միայն բուն հայեցակարգի ստեղծման համար։ ձգողության արագացում(USP), այլ նաև այն ենթադրության համար, որ ազատ անկումը (այսինքն մարմնի անկումը, որի վրա հակառակ ուժեր չեն գործում) հնարավոր է միայն վակուումում։ Օդի մեջ, որը դիմադրության աղբյուր է, բոլոր մարմինները շարժվում են արագացումով։

Այսպես առաջացավ հայեցակարգը ձգողության արագացում, որն ունի հետևյալ սահմանումը.

• Երկրի ազդեցության տակ մարմինների անկումը հանգստի վիճակից.

Այս հայեցակարգին տրվեց g (zhe) այբուբենը:

Նման փորձերի հիման վրա պարզ դարձավ, որ USP-ը բացարձակապես բնորոշ է Երկրին, քանի որ հայտնի է, որ մեր մոլորակի վրա կա մի ուժ, որը ձգում է բոլոր մարմինները դեպի իր մակերես: Սակայն մեկ այլ հարց ծագեց՝ ինչպես չափել այս մեծությունը և ինչի է հավասար։

Առաջին հարցի լուծումը բավականին արագ է գտնվել՝ գիտնականները, օգտագործելով հատուկ լուսանկարչություն, տարբեր ժամանակահատվածներում արձանագրել են մարմնի դիրքն անկման ժամանակ։ Հետաքրքիր բան պարզվեց. բոլոր մարմինները ներս են այս վայրըԵրկրներն ընկնում են նույն արագացմամբ, որը, սակայն, որոշ չափով տատանվում է՝ կախված մոլորակի կոնկրետ վայրից։ Միևնույն ժամանակ, նշանակություն չունի այն բարձրությունը, որից մարմինները սկսել են իրենց շարժումը. այն կարող է լինել 10, 100 կամ 200 մետր:

Հնարավոր է եղել պարզել՝ Երկրի վրա ազատ անկման արագացումը մոտավորապես 9,8 Ն/կգ է։ Փաստորեն, այս արժեքը կարող է լինել 9,78 Ն/կգ-ից մինչև 9,83 Ն/կգ միջակայքում: Նման տարբերությունը (թեև աշխարհիկների աչքում փոքր) բացատրվում է և՛ (որը այնքան էլ գնդաձև չէ, բայց բևեռներում հարթեցված), և՛ օրական: Որպես կանոն, հաշվարկների համար միջին արժեքը վերցվում է - 9,8 Ն / կգ, մեծ թվեր- կլորացված մինչև 10 Ն/կգ:

g=9,8 Ն/կգ

Ստացված տվյալների ֆոնին երևում է, որ այլ մոլորակների վրա ազատ անկման արագացումը տարբերվում է Երկրի վրա։ Գիտնականները եկել են այն եզրակացության, որ այն կարող է արտահայտվել հետևյալ բանաձևով.

g= G x M մոլորակներ/(R մոլորակներ)(2)

խոսում պարզ բառերով G (6.67. 10 (-11) m2/s2 ∙ kg)) պետք է բազմապատկել M - մոլորակի զանգվածը, բաժանել R - մոլորակի շառավիղը քառակուսու վրա: Օրինակ, եկեք գտնենք Լուսնի վրա ազատ անկման արագացումը։ Իմանալով, որ նրա զանգվածը 7,3477·10(22) կգ է, իսկ շառավիղը՝ 1737,10 կմ, մենք գտնում ենք, որ USP=1,62 Ն/կգ։ Ինչպես տեսնում եք, երկու մոլորակների արագացումները ապշեցուցիչ տարբերվում են միմյանցից: Մասնավորապես, Երկրի վրա այն գրեթե 6 անգամ ավելի է: Պարզ ասած՝ Լուսինն իր մակերեսին ձգում է Երկրից 6 անգամ փոքր ուժով։ Այդ պատճառով էլ լուսնի տիեզերագնացները, որոնց մենք տեսնում ենք հեռուստատեսությամբ, կարծես թե ավելի թեթեւ են դառնում։ Իրականում նրանք կորցնում են քաշը (ոչ զանգվածային): Արդյունքը զվարճալի էֆեկտներ է, ինչպիսիք են մի քանի մետր ցատկելը, թռչելու զգացողությունը և երկար քայլերը:

Երկարության և հեռավորության փոխարկիչ զանգվածի փոխարկիչ զանգվածային պինդ և սննդամթերքի ծավալի փոխարկիչ Տարածքի ծավալի և միավորների փոխարկիչ բաղադրատոմսերՋերմաստիճանի փոխարկիչի ճնշում, լարվածություն, Յանգի մոդուլի փոխարկիչ Էներգիայի և աշխատանքի փոխարկիչ Հզորության փոխարկիչ ուժի փոխարկիչ ժամանակի փոխարկիչ գծային արագության փոխարկիչ հարթ անկյուն Ջերմային արդյունավետության և վառելիքի խնայողության փոխարկիչի համարը դեպի տարբեր համակարգերհաշվարկ Տեղեկատվության քանակի չափման միավորների փոխարկիչ Փոխարժեքներ Չափեր կանացի հագուստև կոշիկի չափը տղամարդկանց հագուստԱնկյունային արագության և արագության փոխարկիչի արագացման փոխարկիչ Անկյունային արագացման փոխարկիչ խտության փոխարկիչ Հատուկ ծավալի փոխարկիչ իներցիայի պահի փոխարկիչ Ուժի մոմենտ փոխարկիչ ոլորող մոմենտ փոխարկիչ հատուկ ջերմությունՋերմային արժեք (ըստ զանգվածի) Էներգիայի խտություն և հատուկ ջերմային արժեք (ծավալ) Փոխարկիչ ջերմաստիճանի տարբերություն փոխարկիչ Ջերմային ընդարձակման գործակից փոխարկիչ Ջերմակայունության փոխարկիչ Ջերմային հաղորդունակության փոխարկիչ հատուկ ջերմությունԷներգիայի ազդեցության և ջերմային ճառագայթման հզորության փոխարկիչի խտության փոխարկիչ ջերմային հոսքՋերմային փոխանցման գործակիցի փոխարկիչի ծավալի հոսքի փոխարկիչ զանգվածային հոսքՄոլային հոսքի արագության փոխարկիչ Զանգվածի հոսքի խտության փոխարկիչ Մոլային կոնցենտրացիայի փոխարկիչ Զանգվածի կոնցենտրացիա լուծույթի փոխարկիչում Դինամիկ (բացարձակ) մածուցիկության փոխարկիչ կինեմատիկ մածուցիկության փոխարկիչ Մակերեւութային լարվածության փոխարկիչ գոլորշի թափանցելիության փոխարկիչ գոլորշի թափանցելիության փոխարկիչ գոլորշի թափանցելիության փոխարկիչ Փոխարկիչի մակարդակ Փոխարկիչ ձայնային ճնշում՝ ընտրովի տեղեկատու ճնշմամբ Պայծառության փոխարկիչ Լուսավոր ինտենսիվության փոխարկիչ Լուսավորության փոխարկիչ Համակարգչային գրաֆիկայի լուծաչափի փոխարկիչ Հաճախականության և ալիքի երկարության փոխարկիչ Օպտիկական հզորությունը դիոպտրերում և կիզակետային երկարությունըՀզորությունը դիոպտրերում և ոսպնյակների խոշորացման (×) փոխարկիչում էլեկտրական լիցքԳծային լիցքավորման խտության փոխարկիչ մակերեսի խտությունըԼիցքավորել զանգվածային լիցքավորման խտության փոխարկիչ էլեկտրական հոսանքԳծային հոսանքի խտության փոխարկիչ Մակերեւութային հոսանքի խտության փոխարկիչ Լարման փոխարկիչ էլեկտրական դաշտԷլեկտրաստատիկ ներուժի և լարման փոխարկիչ էլեկտրական դիմադրությունԷլեկտրական դիմադրողականության փոխարկիչ էլեկտրական հաղորդունակությունԷլեկտրական հաղորդունակության փոխարկիչ Հզորության ինդուկտիվության փոխարկիչ ԱՄՆ մետաղալարերի չափիչի փոխարկիչի մակարդակները dBm (dBm կամ dBm), dBV (dBV), Վատ և այլն: մագնիսական դաշտըՓոխարկիչ մագնիսական հոսքՄագնիսական ինդուկցիայի փոխարկիչի ճառագայթում: Իոնացնող ճառագայթման կլանված դոզայի փոխարկիչ Ռադիոակտիվություն: Ռադիոակտիվ քայքայման փոխարկիչի ճառագայթում: Ճառագայթման ազդեցության դոզայի փոխարկիչ: Կլանված դոզայի փոխարկիչ Տասնորդական նախածանցի փոխարկիչ Տվյալների փոխանցում Տիպոգրաֆիկ և պատկերային միավորի փոխարկիչ Փայտանյութի ծավալի միավորի փոխարկիչի հաշվարկ մոլային զանգված Պարբերական համակարգ քիմիական տարրեր D. I. Մենդելեև

1 գրավիտացիոն արագացում [g] = 980,664999999998 սանտիմետր վայրկյան վայրկյանում [սմ/վրկ²]

Սկզբնական արժեքը

Փոխակերպված արժեք

դեցիմետր վայրկյանում վայրկյանում մետր վայրկյանում վայրկյանում կիլոմետր վայրկյան վայրկյանում հեկտոմետր վայրկյան վայրկյանում դեկամետր վայրկյան վայրկյանում սանտիմետր վայրկյան վայրկյանում միլիմետր վայրկյան վայրկյանում միկրոմետր վայրկյան վայրկյանում նանոմետր վայրկյանում վայրկյանում պիկոմետր վայրկյանում վայրկյանում ֆեմտոմետր վայրկյանում վայրկյանում ատտոմետր վայրկյանում գալալ Գալիլեո մղոն/վրկ/վրկ/վրկ/վրկ/վրկ վայրկյանում ոտնաչափ/վրկ/վրկ դյույմ/վրկ վայրկյանում ազատ անկման արագացում ազատ անկման արագացում Արեգակի վրա ազատ անկման արագացում Մերկուրիի ազատ անկման արագացում Վեներա Ազատ անկման արագացում Լուսնի վրա Ազատ անկման արագացում Մարսի վրա Ազատ անկման արագացում Յուպիտերի վրա Ազատ անկման արագացում Սատուրնի վրա Ազատ անկման արագացում Ուրանի վրա Ազատ անկման արագացում Նեպտունի վրա Ազատ անկման արագացում Պլուտոնի վրա Ազատ անկման արագացում Հաումեայում վայրկյաններ 0-ից 10 կմ արագացնելու համար /ժ վայրկյան 0-ից 200 կմ/ժ արագություն զարգացնելու համար ac վայրկյան 0-ից 60 մղոն/ժ արագացնելու համար վայրկյան 0-ից 100 մղոն/ժ արագություն արագացնելու համար վայրկյան 0-ից 200 մղոն/ժ արագացում

Զանգվածային լիցքավորման խտությունը

Ավելին արագացման մասին

Ընդհանուր տեղեկություն

Արագացումը մարմնի արագության փոփոխությունն է որոշակի ժամանակահատվածում: SI համակարգում արագացումը չափվում է վայրկյանում վայրկյանում մետրերով: Հաճախ օգտագործվում են նաև այլ միավորներ: Արագացումը կարող է լինել հաստատուն, օրինակ՝ մարմնի արագացումը ազատ անկման ժամանակ, կամ կարող է տարբեր լինել, ինչպես օրինակ՝ շարժվող մեքենայի արագացումը։

Ինժեներները և դիզայներները մեքենաների նախագծման և կառուցման ժամանակ հաշվի են առնում արագացումը: Վարորդներն օգտագործում են գիտելիքները, թե որքան արագ է իրենց մեքենան արագացնում կամ դանդաղում վարելիս: Արագացման մասին գիտելիքները նաև օգնում են շինարարներին և ինժեներներին կանխել կամ նվազագույնի հասցնել վնասները, որոնք առաջանում են հանկարծակի արագացումից կամ դանդաղումից, որը կապված է հարվածների կամ ցնցումների հետ, ինչպիսիք են մեքենաների բախումները կամ երկրաշարժերի ժամանակ:

Արագացումից պաշտպանություն հարվածները կլանող և խոնավացնող կառույցներով

Եթե ​​շինարարները հաշվի են առնում հնարավոր արագացումները, շենքն ավելի դիմացկուն է դառնում ցնցումների նկատմամբ, ինչը օգնում է փրկել մարդկանց կյանքը երկրաշարժերի ժամանակ։ Բարձր սեյսմակայունությամբ վայրերում, օրինակ՝ Ճապոնիայում, շենքերը կառուցվում են հատուկ հարթակների վրա, որոնք նվազեցնում են արագացումը և մեղմացնում ցնցումները։ Այս հարթակների դիզայնը նման է մեքենաների կախոցին։ Հեծանիվների մեջ օգտագործվում է նաև պարզեցված կախոց: Այն ավելի հաճախ օգտագործվում է լեռնային հեծանիվների վրա՝ նվազեցնելու անհարմարությունը, վնասվածքը և հեծանիվին հասցված վնասը՝ կոշտ, հարվածային արագացումների պատճառով անհարթ մակերեսների վրա վարելիս: Կամուրջները տեղադրվում են նաև կախովի փակագծերի վրա՝ նվազեցնելու կամրջին դրանցով շարժվող մեքենաների արագացումը: Շենքերի ներսում և դրսում շարժման հետևանքով առաջացած արագացումները անհանգստացնում են երաժշտական ​​ստուդիաների երաժիշտներին: Այն նվազեցնելու համար ամբողջ ձայնագրման ստուդիան կասեցված է խոնավացնող սարքերի վրա: Եթե ​​երաժիշտը տնային ձայնագրման ստուդիա է ստեղծում սենյակում, առանց բավարար ձայնամեկուսացման, ապա այն արդեն կառուցված շենքում կախելը շատ դժվար է և թանկ: Տանը կախոցների վրա տեղադրվում է միայն հատակը: Քանի որ արագացման ազդեցությունը նվազում է զանգվածի մեծացման հետ, որի վրա այն գործում է, պատերը, հատակը և առաստաղները երբեմն կշռվում են կախիչներ օգտագործելու փոխարեն: Առաստաղները երբեմն դասավորվում են նաև կախովի, քանի որ դա այնքան էլ դժվար և ծախսատար չէ, բայց դա օգնում է նվազեցնել արտաքին աղմուկի ներթափանցումը սենյակ:

Արագացումը ֆիզիկայում

Նյուտոնի երկրորդ օրենքի համաձայն՝ մարմնի վրա ազդող ուժը հավասար է մարմնի զանգվածի և արագացման արտադրյալին։ Ուժը կարելի է հաշվարկել՝ օգտագործելով F = ma բանաձեւը, որտեղ F-ն ուժ է, m-ը զանգված է, իսկ a-ն՝ արագացում: Այսպիսով, մարմնի վրա ազդող ուժը փոխում է նրա արագությունը, այսինքն՝ տալիս է արագացում։ Համաձայն այս օրենքի՝ արագացումը կախված է ոչ միայն այն ուժի մեծությունից, որը մղում է մարմինը, այլև համամասնորեն կախված է մարմնի զանգվածից։ Այսինքն, եթե ուժը գործում է երկու մարմինների վրա՝ A և B, իսկ B-ն ավելի ծանր է, ապա B-ն կշարժվի ավելի քիչ արագացումով։ Մարմինների այս միտումը՝ դիմադրելու արագացման փոփոխությանը, կոչվում է իներցիա։

Իներցիան հեշտ է տեսնել Առօրյա կյանք. Օրինակ՝ ավտոմոբիլիստները սաղավարտ չեն կրում, մինչդեռ մոտոցիկլավարները սովորաբար երթեւեկում են սաղավարտով, իսկ հաճախ՝ այլ սաղավարտով։ պաշտպանիչ հագուստ, ինչպիսիք են ուռուցիկներով կաշվե բաճկոնները: Պատճառներից մեկն այն է, որ մեքենայի հետ բախվելիս ավելի թեթև մոտոցիկլետն ու մոտոցիկլավարն ավելի արագ կփոխեն իրենց արագությունը, այսինքն՝ կսկսեն շարժվել ավելի մեծ արագությամբ, քան մեքենան։ Եթե ​​մոտոցիկլետով այն ծածկված չէ, ապա մոտոցիկլավարը հավանաբար դուրս կթռչի մոտոցիկլետի նստատեղից, քանի որ այն նույնիսկ ավելի թեթև է, քան մոտոցիկլետը։ Ամեն դեպքում, մոտոցիկլավարը լուրջ վնասվածքներ կստանա, մինչդեռ վարորդը շատ ավելի քիչ վնասվածք կստանա, քանի որ մեքենան և վարորդը բախման ժամանակ շատ ավելի քիչ արագացում կստանան։ Այս օրինակը հաշվի չի առնում ուժը ձգողականություն; ենթադրվում է, որ այն աննշան է մյուս ուժերի համեմատ։

Արագացում և շրջանաձև շարժում

Նույն արագությամբ շրջանագծի մեջ շարժվող մարմինը ունի փոփոխական վեկտորային արագություն, քանի որ նրա ուղղությունն անընդհատ փոխվում է։ Այսինքն՝ այս մարմինը շարժվում է արագացումով։ Արագացումն ուղղված է դեպի պտտման առանցքը։ Այս դեպքում այն ​​գտնվում է շրջանագծի կենտրոնում, որը մարմնի հետագիծն է։ Այս արագացումը, ինչպես նաև այն առաջացնող ուժը կոչվում են կենտրոնաձիգ։ Ըստ Նյուտոնի երրորդ օրենքի՝ յուրաքանչյուր ուժ ունի հակառակ ուղղությամբ գործող հակառակ ուժ։ Մեր օրինակում այս ուժը կոչվում է կենտրոնախույս: Նա է, ով սայլակները պահում է սկուտեղի վրա, նույնիսկ երբ դրանք գլխիվայր շարժվում են ուղղահայաց շրջանաձև ռելսերի երկայնքով: Կենտրոնախույս ուժը հեռացնում է սայլակները ռելսերի կողմից ստեղծված շրջանագծի կենտրոնից, որպեսզի դրանք սեղմվեն ռելսերի վրա:

Արագացում և ձգողականություն

Մոլորակների գրավիտացիոն ձգողականությունը հիմնական ուժերից մեկն է, որը գործում է մարմինների վրա և արագացում է տալիս նրանց։ Օրինակ, այս ուժը ձգում է Երկրի մոտ գտնվող մարմինները դեպի Երկրի մակերես: Այս ուժի շնորհիվ մարմինը, որը արձակվել է Երկրի մակերևույթի մոտ, և որի վրա որևէ այլ ուժ չի ազդում, գտնվում է ազատ անկման մեջ մինչև բախվելով Երկրի մակերեսին: Այս մարմնի արագացումը, որը կոչվում է ազատ անկման արագացում, կազմում է 9,80665 մետր վայրկյան/վրկ։ Այս հաստատունը կոչվում է g և հաճախ օգտագործվում է մարմնի քաշը որոշելու համար։ Քանի որ, ըստ Նյուտոնի երկրորդ օրենքի՝ F \u003d ma, ապա քաշը, այսինքն՝ մարմնի վրա ազդող ուժը զանգվածի և ազատ անկման արագացման g-ի արդյունքն է։ Մարմնի զանգվածը հեշտ է հաշվարկել, ուստի քաշը նույնպես հեշտ է գտնել: Հարկ է նշել, որ «քաշ» բառը առօրյա կյանքում հաճախ նշանակում է մարմնի հատկություն, զանգված, այլ ոչ թե ուժ։

Ազատ անկման արագացումը տարբեր մոլորակների և աստղագիտական ​​օբյեկտների համար տարբեր է, քանի որ դա կախված է նրանց զանգվածից։ Արեգակի մոտ ազատ անկման արագացումը 28 անգամ ավելի մեծ է, քան Երկրինը, Յուպիտերի մոտ՝ 2,6 անգամ, իսկ Նեպտունի մոտ՝ 1,1 անգամ։ Այլ մոլորակների մոտ արագացումն ավելի քիչ է, քան Երկրինը: Օրինակ՝ Լուսնի մակերևույթի արագացումը հավասար է Երկրի մակերևույթի արագացման 0,17-ին։

Արագացում և տրանսպորտային միջոցներ

Ավտոմեքենաների արագացման թեստեր

Տրանսպորտային միջոցների աշխատանքը չափելու համար կան մի շարք թեստեր: Դրանցից մեկը նպատակ ունի ստուգել դրանց արագացումը։ Դա անելու համար չափեք այն ժամանակը, որի ընթացքում մեքենան արագանում է ժամում 0-ից մինչև 100 կիլոմետր (62 մղոն): Այն երկրներում, որոնք չեն օգտագործում մետրային համակարգը, ստուգվում է ժամում զրոյից մինչև 60 մղոն (97 կիլոմետր) արագացում: Ամենաարագ արագացում ունեցող մեքենաներն այս արագությանը հասնում են մոտ 2,3 վայրկյանում, ինչը ավելի քիչ է, քան այն ժամանակից, որն անհրաժեշտ է մարմնին ազատ անկման ժամանակ այս արագությանը հասնելու համար: Անգամ ծրագրեր կան Բջջային հեռախոսները, որոնք օգնում են հաշվարկել արագացման այս ժամանակը հեռախոսի ներկառուցված արագաչափերի միջոցով: Սակայն դժվար է ասել, թե որքանով են ճշգրիտ նման հաշվարկները։

Արագացման ազդեցությունը մարդկանց վրա

Երբ մեքենան շարժվում է արագացումով, ուղևորները քաշվում են շարժման և արագացման հակառակ ուղղությամբ: Այսինքն՝ հետընթաց՝ արագացնելիս, իսկ առաջ՝ արգելակելիս։ Հանկարծակի կանգառների ժամանակ, օրինակ՝ բախման ժամանակ, ուղևորներին այնքան կտրուկ են առաջ են նետում, որ նրանց կարող են դուրս նետել նստատեղերից և հարվածել մեքենայի պաստառագործությանը կամ ապակիներին: Նույնիսկ հավանական է, որ նրանք իրենց քաշով կջարդեն ապակին ու դուրս թռչեն մեքենայից։ Հենց այս վտանգի պատճառով է, որ շատ երկրներ ընդունել են օրենքներ, որոնք պահանջում են բոլոր նոր մեքենաներին ամրագոտիներ ունենալ: Շատ երկրներ նույնպես օրենսդրությամբ սահմանել են, որ վարորդը, բոլոր երեխաները և առնվազն առջևի նստատեղին նստած ուղևորը պարտավոր են ճարմանդ վերանվտանգություն վարելիս.

Տիեզերանավերը մեծ արագությամբ են շարժվում Երկրի ուղեծիր մտնելու ժամանակ։ Վերադարձը Երկիր, ընդհակառակը, ուղեկցվում է կտրուկ դանդաղումով։ Սա տիեզերագնացներին ոչ միայն անհարմար է դարձնում, այլև վտանգավոր, ուստի նրանք տիեզերք գնալուց առաջ անցնում են ինտենսիվ վերապատրաստման դասընթաց: Նման ուսուցումն օգնում է տիեզերագնացներին ավելի հեշտությամբ դիմանալ ծանրաբեռնվածությանը, որը կապված է բարձր արագացման հետ: Բարձր արագությամբ ինքնաթիռների օդաչուները նույնպես անցնում են այս վերապատրաստում, քանի որ այդ ինքնաթիռները հասնում են բարձր արագացման: Առանց մարզումների կտրուկ արագացումն առաջացնում է ուղեղից արյան արտահոսք և գունային տեսողության կորուստ, այնուհետև՝ կողային, ապա՝ ընդհանրապես տեսողություն, իսկ հետո՝ գիտակցության կորուստ։ Սա վտանգավոր է, քանի որ օդաչուները և տիեզերագնացները չեն կարող թռչել ինքնաթիռով կամ տիեզերանավով այս վիճակում: Մինչև ծանրաբեռնված մարզումները սկսվեցին պարտադիր պահանջօդաչուների և տիեզերագնացների վերապատրաստման ժամանակ բարձր արագացման g-ուժերը երբեմն ավարտվում էին դժբախտ պատահարներով և օդաչուների մահով: Ուսուցումն օգնում է կանխել հոսանքազրկումները և թույլ է տալիս օդաչուներին և տիեզերագնացներին ավելի երկար ժամանակով դիմանալ բարձր արագացմանը:

Ի լրումն ստորև նկարագրված ցենտրիֆուգային վարժանքների, տիեզերագնացներին և օդաչուներին սովորեցնում են որովայնի մկանները կծկելու հատուկ տեխնիկա: Այս դեպքում արյան անոթները նեղանում են, և ավելի քիչ արյուն է մտնում մարմնի ստորին հատվածը: Anti-g կոստյումները նաև օգնում են կանխել արյան արտահոսքը ուղեղից արագացման ժամանակ, քանի որ դրանց մեջ ներկառուցված հատուկ բարձերը լցված են օդով կամ ջրով և ճնշում են ստամոքսի և ոտքերի վրա: Այս տեխնիկան կանխում է արյան արտահոսքը մեխանիկորեն, մինչդեռ ցենտրիֆուգում մարզվելը օգնում է մարդուն բարձրացնել տոկունությունը և ընտելանալ բարձր արագացմանը: Ցենտրիֆուգն ինքն է հորիզոնական խողովակխողովակի մի ծայրում խցիկով: Այն պտտվում է հորիզոնական հարթության վրա և պայմաններ է ստեղծում բարձր արագացումով։ Քաբը հագեցած է գիմբալային կախոցով և կարող է պտտվել տարբեր ուղղություններով՝ ապահովելով լրացուցիչ բեռ։ Մարզումների ժամանակ տիեզերագնացները կամ օդաչուները կրում են սենսորներ, իսկ բժիշկները վերահսկում են նրանց աշխատանքը, օրինակ՝ զարկերակը: Սա անհրաժեշտ է անվտանգության ապահովման համար, ինչպես նաև օգնում է վերահսկել մարդկանց հարմարվողականությունը: Ցենտրիֆուգը կարող է մոդելավորել ինչպես արագացումը նորմալ պայմաններում, այնպես էլ բալիստիկ վերադարձը վթարների ժամանակ: Տիեզերագնացները, ովքեր մարզվում են ցենտրիֆուգի վրա, ասում են, որ զգում են կրծքավանդակի և կոկորդի ծանր անհանգստություն:

Դժվա՞ր եք համարում չափման միավորները մի լեզվից մյուսը թարգմանելը: Գործընկերները պատրաստ են օգնել ձեզ։ Հարց տվեք TCTerms-ինև մի քանի րոպեի ընթացքում կստանաք պատասխան։

Ֆիզիկայի դասընթացն ուսումնասիրելուց հետո ուսանողների մտքում առկա են բոլոր տեսակի հաստատունները և դրանց արժեքները: Ձգողականության և մեխանիկայի թեման բացառություն չէ: Ամենից հաճախ նրանք չեն կարողանում պատասխանել այն հարցին, թե ինչ արժեք ունի գրավիտացիոն հաստատունը։ Բայց նրանք միշտ միանշանակ կպատասխանեն, որ դա առկա է համընդհանուր ձգողության օրենքում։

Գրավիտացիոն հաստատունի պատմությունից

Հետաքրքիր է, որ Նյուտոնի աշխատանքում նման քանակություն չկա։ Այն ֆիզիկայում հայտնվեց շատ ավելի ուշ։ Ավելի կոնկրետ՝ միայն տասնիններորդ դարի սկզբին։ Բայց դա չի նշանակում, որ նա գոյություն չունի: Պարզապես գիտնականները դա չեն հայտնաբերել և չեն ճանաչել: ճշգրիտ արժեք. Ի դեպ, իմաստի մասին. Գրավիտացիոն հաստատունը մշտապես զտվում է, քանի որ այն տասնորդական կոտորակ է մեծ գումարթվանշանները տասնորդական կետից հետո, որը նախորդում է զրոյին:

Հենց այն պատճառով, որ այս արժեքը վերցնում է այդպիսին փոքր արժեք, բացատրում է այն փաստը, որ գրավիտացիոն ուժերի գործողությունն աննկատելի է փոքր մարմինների վրա։ Պարզապես այս բազմապատկիչի պատճառով ձգողականության ուժը պարզվում է, որ աննշան է:

Առաջին անգամ ֆիզիկոս Գ. Քավենդիշը փորձով հաստատեց գրավիտացիոն հաստատունի արժեքը: Եվ դա տեղի ունեցավ 1788 թ.

Նրա փորձերում օգտագործվել է բարակ ձող։ Այն կախված էր բարակ պղնձե մետաղալարի վրա և ուներ մոտ 2 մետր երկարություն։ Այս ձողի ծայրերին ամրացված էին 5 սմ տրամագծով երկու նույնական կապարե գնդիկներ, որոնց կողքին դրված էին կապարե մեծ գնդիկներ։ Նրանց տրամագիծն արդեն 20 սմ էր։

Երբ մեծ ու փոքր գնդակները մոտեցան, ձողը շրջվեց։ Դա խոսում էր նրանց գրավչության մասին։ Հայտնի զանգվածներից և հեռավորություններից, ինչպես նաև ոլորման չափված ուժից կարելի էր բավականին ճշգրիտ պարզել, թե ինչի է հավասար գրավիտացիոն հաստատունը։

Եվ ամեն ինչ սկսվեց մարմինների ազատ անկումից

Եթե ​​տեղադրված է մարմնի դատարկության մեջ տարբեր քաշ, ապա նրանք միաժամանակ ընկնում են: Ենթարկվում է նրանց անկմանը նույն բարձրությունից և դրա սկիզբը միաժամանակ: Հնարավոր է եղել հաշվարկել, թե ինչ արագացումով են բոլոր մարմինները ընկնում դեպի Երկիր։ Պարզվեց, որ այն մոտավորապես հավասար է 9,8 մ/վ 2-ի:

Գիտնականները պարզել են, որ այն ուժը, որով ամեն ինչ ձգվում է դեպի Երկիր, միշտ առկա է։ Ընդ որում, դա կախված չէ այն բարձրությունից, որով շարժվում է մարմինը։ Մեկ մետր, կիլոմետր կամ հարյուրավոր կիլոմետրեր: Անկախ նրանից, թե որքան հեռու է մարմինը, այն կձգվի դեպի Երկիր: Այլ հարց է, թե ինչպես է դրա արժեքը կախված հեռավորությունից:

Հենց այս հարցի պատասխանը գտավ անգլիացի ֆիզիկոս Ի.Նյուտոնը։

Մարմինների ձգողականության ուժի նվազեցում նրանց հեռավորությամբ

Սկզբից նա առաջ քաշեց այն ենթադրությունը, որ ձգողականության ուժը նվազում է։ Իսկ դրա արժեքը հակադարձորեն կապված է քառակուսու հեռավորության հետ։ Ընդ որում, այս հեռավորությունը պետք է հաշվել մոլորակի կենտրոնից։ Եվ մի քանի տեսական հաշվարկներ արեց։

Այնուհետեւ այս գիտնականն օգտագործել է աստղագետների տվյալները Երկրի բնական արբանյակի՝ Լուսնի շարժման վերաբերյալ։ Նյուտոնը հաշվարկեց, թե ինչ արագությամբ է այն պտտվում մոլորակի շուրջը, և ստացավ նույն արդյունքները։ Սա վկայում էր նրա հիմնավորման ճշմարտացիության մասին և հնարավորություն տվեց ձևակերպել համընդհանուր ձգողության օրենքը։ Գրավիտացիոն հաստատունը դեռ նրա բանաձեւում չէր։ Այս փուլում կարևոր էր բացահայտել կախվածությունը: Ինչն էլ արվեց։ Ծանրության ուժը հակադարձ համեմատությամբ նվազում է մոլորակի կենտրոնից քառակուսի հեռավորությանը:

Համընդհանուր ձգողության օրենքին

Նյուտոնը շարունակեց մտածել. Քանի որ Երկիրը գրավում է Լուսինը, ուրեմն նա ինքը պետք է ձգվի դեպի Արևը։ Ընդ որում, նման ձգողականության ուժը նույնպես պետք է ենթարկվի նրա նկարագրած օրենքին։ Եվ հետո Նյուտոնը տարածեց այն տիեզերքի բոլոր մարմինների վրա: Հետեւաբար, օրենքի անվանումը ներառում է «ունիվերսալ» բառը։

Մարմինների համընդհանուր ձգողության ուժերը սահմանվում են որպես զանգվածների արտադրյալի համամասնական և հեռավորության քառակուսու հակադարձ: Հետագայում, երբ որոշվեց գործակիցը, օրենքի բանաձևը ստացավ հետևյալ ձևը.

• F t \u003d G (m 1 * x m 2): r 2:

Այն պարունակում է հետևյալ անվանումները.

Գրավիտացիոն հաստատունի բանաձևը հետևում է այս օրենքին.

• G \u003d (F t X r 2): (m 1 x m 2):

Գրավիտացիոն հաստատունի արժեքը

Հիմա կոնկրետ թվերի ժամանակն է: Քանի որ գիտնականները մշտապես ճշգրտում են այս արժեքը, ին տարբեր տարիներպաշտոնապես ընդունվել են տարբեր թվեր. Օրինակ, ըստ 2008 թվականի տվյալների, գրավիտացիոն հաստատունը 6,6742 x 10 -11 Nˑm 2 / կգ 2 է: Անցել է երեք տարի, և հաստատունը վերահաշվարկվել է։ Այժմ գրավիտացիոն հաստատունը հավասար է 6,6738 x 10 -11 Nˑm 2 / կգ 2: Բայց դպրոցականների համար խնդիրներ լուծելիս թույլատրվում է այն կլորացնել մինչև այդպիսի արժեք՝ 6,67 x 10 -11 Nˑm 2 /kg 2:

Ո՞րն է այս թվի ֆիզիկական նշանակությունը:

Եթե ​​հատուկ թվերը փոխարինենք համընդհանուր ձգողության օրենքի համար տրված բանաձևով, ապա հետաքրքիր արդյունք կստացվի։ Կոնկրետ դեպքում, երբ մարմինների զանգվածը հավասար է 1 կիլոգրամի, և դրանք գտնվում են 1 մետր հեռավորության վրա, պարզվում է, որ ձգողականության ուժը հավասար է հենց այն թվին, որը հայտնի է գրավիտացիոն հաստատունով։

Այսինքն՝ գրավիտացիոն հաստատունի իմաստն այն է, որ այն ցույց է տալիս, թե նման մարմինները ինչ ուժով են ձգվելու մեկ մետր հեռավորության վրա։ Թիվը ցույց է տալիս, թե որքան փոքր է այս ուժը: Չէ՞ որ դա մեկից տասը միլիարդ պակաս է։ Նա նույնիսկ չի երեւում: Եթե ​​անգամ մարմինները հարյուր անգամ մեծացնեն, արդյունքն էապես չի փոխվի։ Այն դեռ շատ ավելի քիչ կմնա, քան միասնությունը։ Ուստի պարզ է դառնում, թե ինչու է ձգողական ուժը նկատելի միայն այն իրավիճակներում, եթե գոնե մեկ մարմին ունի հսկայական զանգված։ Օրինակ՝ մոլորակ կամ աստղ։

Ինչպե՞ս է գրավիտացիոն հաստատունը կապված ազատ անկման արագացման հետ:

Եթե ​​համեմատենք երկու բանաձև, որոնցից մեկը կլինի գրավիտացիայի, իսկ մյուսը՝ Երկրի ձգողության օրենքի, ապա կարող ենք տեսնել մի պարզ օրինաչափություն։ Գրավիտացիոն հաստատունը, Երկրի զանգվածը և մոլորակի կենտրոնից հեռավորության քառակուսին կազմում են գործակից, որը հավասար է ազատ անկման արագացմանը։ Եթե ​​սա գրենք բանաձևով, ապա կստանանք հետևյալը.

• g = (G x M): r 2:

Ավելին, այն օգտագործում է հետևյալ նշումը.

Ի դեպ, գրավիտացիոն հաստատունը կարելի է գտնել նաև այս բանաձևից.

• G \u003d (g x r 2): M.

Եթե ​​ցանկանում եք իմանալ ազատ անկման արագացումը մոլորակի մակերևույթից որոշակի բարձրության վրա, ապա հետևյալ բանաձևը օգտակար կլինի.

• g \u003d (G x M): (r + n) 2, որտեղ n-ը Երկրի մակերևույթից բարձր բարձրությունն է:

Խնդիրներ, որոնք պահանջում են գրավիտացիոն հաստատունի իմացություն

Առաջադրանք առաջին

Վիճակ.Որքա՞ն է մոլորակներից մեկի ազատ անկման արագացումը Արեգակնային համակարգինչպես Մարսի վրա Հայտնի է, որ նրա զանգվածը 6,23 10 23 կգ է, իսկ մոլորակի շառավիղը՝ 3,38 10 6 մ։

Լուծում. Դուք պետք է օգտագործեք այն բանաձևը, որը գրվել է Երկրի համար: Պարզապես դրանում փոխարինեք առաջադրանքի մեջ տրված արժեքները: Ստացվում է, որ ձգողության արագացումը հավասար կլինի 6,67 x 10 -11 և 6,23 x 10 23 արտադրյալին, որն այնուհետև պետք է բաժանել 3,38 10 6 քառակուսու վրա: Համարիչում արժեքը 41,55 x 10 12 է։ Իսկ հայտարարը կլինի 11,42 x 10 12: Ցուցանիշները կնվազեն, ուստի պատասխանի համար բավական է պարզել երկու թվերի քանորդը։

Պատասխանել 3.64 մ/վ 2.

Առաջադրանք երկրորդ

Վիճակ.Ի՞նչ պետք է անել մարմինների հետ՝ նրանց ձգողական ուժը 100 անգամ նվազեցնելու համար:

Լուծում. Քանի որ մարմինների զանգվածը չի կարող փոխվել, ուժը կնվազի միմյանցից հեռացնելու պատճառով։ 10-ը քառակուսի դնելով ստացվում է հարյուրը։ Սա նշանակում է, որ նրանց միջև հեռավորությունը պետք է 10 անգամ մեծանա։

Պատասխանել: տեղափոխեք դրանք բնօրինակից ավելի մեծ հեռավորության վրա 10 անգամ:

Վերջերս մի խումբ ավստրալիացի գիտնականներ կազմեցին մեր մոլորակի չափազանց ճշգրիտ գրավիտացիոն քարտեզը։ Նրա օգնությամբ հետազոտողները պարզել են, թե Երկրի որ վայրում է ամենաշատը մեծ նշանակությունազատ անկման արագացում, իսկ որում՝ ամենափոքրը։ Եվ ամենահետաքրքիրն այն է, որ այս երկու անոմալիաներն էլ լրիվ տարբեր են այն շրջաններից, որտեղ նախկինում ենթադրվում էր։

Մենք բոլորս դպրոցից հիշում ենք, որ ազատ անկման արագացման մեծությունը (g), որը բնութագրում է մեր մոլորակի վրա ձգողականության ուժը, 9,81 մ/վ 2 է։ Բայց քչերն են մտածում այն ​​մասին, որ այս արժեքը միջին է, այսինքն, փաստորեն, յուրաքանչյուր կոնկրետ վայրում օբյեկտը կընկնի ավելի արագ կամ դանդաղ արագացումով: Այսպիսով, վաղուց հայտնի է, որ հասարակածում ձգողական ուժն ավելի թույլ է մոլորակի պտույտի ժամանակ առաջացող կենտրոնախույս ուժերի պատճառով, և, հետևաբար, g-ի արժեքը ավելի քիչ կլինի։ Դե, բևեռներում հակառակն է:

Բացի այդ, եթե մտածեք դրա մասին, ապա, ըստ ձգողության օրենքի, մեծ զանգվածների մոտ ձգողական ուժը (պետք է ավելի մեծ լինի և հակառակը: Հետևաբար, Երկրի այն մասերում, որտեղ նրա բաղադրիչների խտությունը ժայռերգերազանցում է միջինը, g-ի արժեքը մի փոքր կգերազանցի 9,81 մ/վ 2-ը, որտեղ դրանց խտությունն առանձնապես բարձր չէ, այն ավելի ցածր կլինի: Այնուամենայնիվ, անցյալ դարի կեսերին գիտնականները տարբեր երկրներիրականացրել են գրավիտացիոն անոմալիաների չափումներ՝ և՛ դրական, և՛ բացասական, նրանք պարզել են մի հետաքրքիր բան՝ իրականում մոտ. մեծ լեռներգրավիտացիոն արագացումը միջինից ցածր է: Բայց օվկիանոսի խորքերում (հատկապես խրամուղիների հատվածներում) այն ավելի բարձր է։

Սա բացատրվում է նրանով, որ լեռնաշղթաների ներգրավման ազդեցությունն ամբողջությամբ փոխհատուցվում է դրանց տակ գտնվող զանգվածի պակասով, քանի որ համեմատաբար ցածր խտության նյութի կուտակումներ տեղի են ունենում ամենուր՝ բարձր ռելիեֆով տարածքներում: Բայց օվկիանոսի հատակը, ընդհակառակը, կազմված է շատ ավելի խիտ ժայռերից, քան լեռները, հետևաբար g-ի ավելի մեծ արժեքը: Այսպիսով, մենք կարող ենք հանգիստ եզրակացնել, որ իրականում Երկրի ձգողականությունը նույնը չէ ամբողջ մոլորակի վրա, քանի որ, նախ, Երկիրը կատարյալ գունդ չէ, և երկրորդը, այն չունի միատեսակ խտություն:

Երկար ժամանակԳիտնականները պատրաստվում էին կազմել մեր մոլորակի գրավիտացիոն քարտեզը, որպեսզի տեսնեն, թե կոնկրետ որտեղ է ազատ անկման արագացման արժեքը միջինից մեծ և որտեղ է ավելի քիչ: Այնուամենայնիվ, դա հնարավոր դարձավ միայն ընթացիկ դարում, երբ հասանելի դարձան NASA-ի և Եվրոպական տիեզերական գործակալության արբանյակների արագաչափերի բազմաթիվ չափումներ, այս չափումները ճշգրտորեն արտացոլում են մոլորակի գրավիտացիոն դաշտը մի քանի կիլոմետր հեռավորության վրա: Ավելին, այժմ կա նաև տվյալների այս ամբողջ աներևակայելի զանգվածի նորմալ մշակման հնարավորությունը. եթե սովորական համակարգիչը դրա վրա ծախսեր մոտ հինգ տարի, ապա գերհամակարգիչը կարող է արդյունք տալ երեք շաբաթ աշխատելուց հետո:

Մնում էր միայն սպասել, մինչև հայտնվեն գիտնականներ, ովքեր չեն վախենա նման աշխատանքից։ Եվ վերջերս դա տեղի ունեցավ. դոկտոր Քրիստիան Հերթը Քուրտինի համալսարանից (Ավստրալիա) և նրա գործընկերները կարողացան վերջապես համատեղել արբանյակների ձգողականության տվյալները և տեղագրական տեղեկատվությունը: Արդյունքում ստացան մանրամասն քարտեզձգողականության անոմալիաներ, որոնք ներառում են ավելի քան 3 միլիարդ կետ՝ մոտ 250 մ լուծաչափով 60° հյուսիսային և 60° հարավային լայնությունների միջև ընկած տարածքում: Այսպիսով, այն ծածկել է երկրագնդի ցամաքի մոտավորապես 80%-ը։

Հետաքրքիր է, որ այս քարտեզըվերացրեց ավանդական սխալ պատկերացումները, ըստ որոնց՝ ձգողության արագացման ամենափոքր արժեքը դիտվում է հասարակածում (9,7803 մ/վրկ), իսկ ամենամեծը (9,8322 մ/վրկ)՝ Հյուսիսային բևեռում: Հերթը և նրա գործընկերները տեղադրեցին մի քանի նոր չեմպիոններ, ուստի, ըստ նրանց հետազոտության, ամենափոքր գրավչությունը նկատվում է Պերուի Հուասկարան լեռան վրա (9,7639 մ / վրկ), որը դեռ գտնվում է ոչ հասարակածի վրա, մոտ հազար կիլոմետր հեռավորության վրա: հարավ. Իսկ g-ի ամենամեծ արժեքը գրանցվել է Հյուսիսային Սառուցյալ օվկիանոսի մակերեսին (9,8337 մ/վ²)՝ բևեռից հարյուր կիլոմետր հեռավորության վրա գտնվող վայրում:

«Huascarán-ը մի փոքր անակնկալ էր, քանի որ այն գտնվում է հասարակածից մոտ հազար կիլոմետր հարավ: Հասարակածից հեռանալիս ձգողականության աճը ավելի քան փոխհատուցվում է լեռան բարձրությամբ և տեղական անոմալիաներով», - ասվում է ուսումնասիրության մեջ: գլխավոր հեղինակ դոկտոր Հերթ. Մեկնաբանելով իր խմբի եզրակացությունները՝ նա բերում է հետևյալ օրինակը՝ պատկերացրեք, որ Ուսկարան լեռան շրջանում և Հյուսիսային Սառուցյալ օվկիանոսում մարդն ընկնում է հարյուր մետր բարձրությունից։ Այսպիսով, Արկտիկայում այն ​​մեր մոլորակի մակերեսին կհասնի Մոսկվայի ժամանակով 16-ին ավելի վաղ։ Իսկ երբ այս իրադարձությունն արձանագրած դիտորդների խումբն այնտեղից տեղափոխվի Պերուական Անդեր, այդ ժամանակ նրանցից յուրաքանչյուրը կկորցնի իր քաշի 1%-ը։