Kev nkag siab cov ntsiab lus ntawm lub cev thiab paub txog cov ntsiab lus ntawm qhov ntau ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev kawm txog ntau txoj cai thiab daws teeb meem hauv physics. Ib qho ntawm cov ntsiab lus tseem ceeb yog lub tswv yim ntawm lub cev hnyav. Cia peb saib cov lus nug: lub cev hnyav yog dab tsi?
History
Muab rau hauv tus account niaj hnub saib ntawm physics, nws muaj kev nyab xeeb hais tias qhov loj ntawm lub cev yog tus yam ntxwv uas tshwm sim nws tus kheej thaum txav mus los, thaum muaj kev cuam tshuam ntawm cov khoom tiag tiag, nrog rau lub sijhawm hloov pauv ntawm atomic thiab nuclear. Txawm li cas los xij, qhov kev nkag siab ntawm pawg no tau tshwm sim tsis ntev los no, qhov tseeb hauv thawj xyoo caum ntawm lub xyoo pua 20th, ua tsaug rau txoj kev xav ntawm kev sib raug zoo tsim los ntawm Einstein.
Rov qab mus rau keeb kwm yav dhau los, peb nco qab tias qee cov kws tshawb fawb ntawm tim Nkij teb chaws thaum ub ntseeg tias kev txav mus los tsis muaj, yog li tsis muaj lub tswv yim ntawm lub cev. Txawm li cas los xij, muaj lub tswv yim ntawm lub cev hnyav. Txhawm rau ua qhov no, nws yog qhov txaus kom nco qab txoj cai ntawm Archimedes. Qhov hnyav yog cuam tshuam nrog lub cev hnyav. Txawm li cas los xij, lawv tsis yog tus nqi tib yam.
BNyob rau lub sijhawm niaj hnub no, ua tsaug rau cov haujlwm ntawm Descartes, Galileo thiab tshwj xeeb tshaj yog Newton, cov ntsiab lus ntawm ob pawg sib txawv tau tsim:
inertial;
Raws li nws tau tshwm sim tom qab, ob hom ntawm lub cev hnyav yog tib yam, uas los ntawm nws qhov xwm txheej yog tus yam ntxwv ntawm txhua yam khoom nyob ib puag ncig peb.
Inertial
Hais txog inertial huab hwm coj, ntau tus kws tshawb fawb tau pib muab cov qauv rau Newton txoj cai thib ob, nyob rau hauv uas lub zog, lub cev hnyav thiab nrawm txuas nrog ib qho sib npaug. Txawm li cas los xij, muaj ib qho tseem ceeb tshaj plaws los ntawm qhov uas Newton nws tus kheej tsim nws txoj cai. Nws yog hais txog tus nqi zog.
Nyob rau hauv physics, lub zog yog to taub raws li tus nqi sib npaug ntawm cov khoom ntawm lub cev loj m thiab qhov ceev ntawm nws lub zog nyob rau hauv qhov chaw v, uas yog:
p=mv
Rau ib lub cev, qhov tseem ceeb p thiab v yog vector variables ntawm tus yam ntxwv. Tus nqi m yog qee qhov coefficient tas li rau lub cev txiav txim siab, uas txuas p thiab v. Qhov ntau dua qhov coefficient no, qhov ntau dua yuav yog tus nqi ntawm p ntawm qhov ceev tsis tu ncua thiab qhov nyuaj dua nws yog kom tsis txhob txav mus los. Ntawd yog, qhov loj ntawm lub cev yog tus yam ntxwv ntawm nws cov khoom inertial.
Siv cov lus sau rau p, Newton tau txais nws txoj cai nto moo, uas piav txog kev ua lej ntawm kev hloov pauv hauv lub zog. Nws feem ntau yog qhia hauv daim ntawv hauv qab no:
F=ma
Ntawm F yog lub zog uas ua rau lub cev nrog huab hwm coj m thiab ua rau nws nrawm a. Raws li nyob rau hauvnyob rau hauv yav dhau los qhia, qhov loj m yog proportionality ntawm ob tus yam ntxwv vector. Qhov loj ntawm lub cev, qhov nyuaj dua yog hloov nws qhov nrawm (tsawg dua li ib) nrog kev pab los ntawm kev ua haujlwm tas li F.
Kev sib tw
Ntawm keeb kwm, noob neej tau ua raws lub ntuj, lub hnub qub thiab ntiaj chaw. Raws li qhov tshwm sim ntawm ntau qhov kev soj ntsuam nyob rau hauv lub xyoo pua 17th, Isaac Newton tau tsim nws txoj cai ntawm universal gravitation. Raws li txoj cai no, ob yam khoom loj tau sib koom ua ke rau ob qho tib si M1 thiab M2 thiab inversely proportional to square of qhov deb R ntawm lawv, uas yog:
F=GM1 M2 / R2
Ntawm G yog qhov gravitational tas li. Qhov tas mus li M1 thiab M2 yog hu ua gravitational masses ntawm interacting objects.
Yog li, qhov hnyav ntawm lub cev yog qhov ntsuas ntawm lub zog ntawm kev nyiam ntawm cov khoom tiag, uas tsis muaj dab tsi cuam tshuam nrog qhov inertial mass.
Lub cev hnyav thiab hnyav
Yog hais tias cov lus saum toj no siv rau lub zog ntawm lub ntiajteb txawj nqus ntawm peb lub ntiaj teb, ces cov qauv hauv qab no tuaj yeem sau:
F=mg, qhov twg g=GM / R 2
Ntawm M thiab R yog qhov loj ntawm peb lub ntiaj teb thiab nws lub vojvoog, raws li. Tus nqi ntawm g yog acceleration ntawm dawb lub caij nplooj zeeg paub rau txhua tus menyuam kawm ntawv. Tsab ntawv m qhia txog qhov gravitational loj ntawm lub cev. Cov mis no tso cai rau koj los xam lub zog ntawm kev nyiam los ntawm lub ntiaj teb ntawm lub cev nrog qhov loj ntawm m.
Raws li Newton txoj cai thib peb, lub zog F yuav tsum yogyog sib npaug rau cov tshuaj tiv thaiv ntawm kev txhawb nqa N uas lub cev so. Qhov kev sib npaug no tso cai rau peb los qhia txog lub cev tshiab - qhov hnyav. Qhov hnyav yog lub zog uas lub cev stretches lub ncua los yog nias ntawm ib qho kev txhawb nqa.
Ntau tus neeg uas tsis paub physics tsis paub qhov txawv ntawm lub ntsiab lus ntawm qhov hnyav thiab qhov hnyav. Nyob rau tib lub sijhawm, lawv muaj qhov sib txawv kiag li. Lawv ntsuas nyob rau hauv txawv units (ntau hauv kilograms, hnyav nyob rau hauv newtons). Tsis tas li ntawd, qhov hnyav tsis yog tus yam ntxwv ntawm lub cev, tab sis qhov hnyav yog. Txawm li cas los xij, koj tuaj yeem suav qhov loj ntawm lub cev m, paub txog nws qhov hnyav P. Qhov no yog ua tiav siv cov qauv hauv qab no:
m=P / g
mas yog ib tug yam ntxwv
Nws tau sau tseg saum toj no tias qhov loj ntawm lub cev tuaj yeem yog gravitational thiab inertial. Hauv kev tsim nws txoj kev xav ntawm kev sib raug zoo, Albert Einstein tau los ntawm qhov kev xav tias cov cim ntawm pawg sawv cev tib yam ntawm cov teeb meem.
Txog tam sim no, ntau qhov kev ntsuas ntawm ob hom ntawm lub cev hnyav tau ua nyob rau ntau qhov xwm txheej. Tag nrho cov kev ntsuas no coj mus rau qhov xaus tias qhov gravitational thiab inertial masses sib koom ua ke nrog qhov tseeb ntawm cov cuab yeej siv los txiav txim siab lawv.
Txoj kev loj hlob sai ntawm lub zog nuclear nyob rau hauv nruab nrab ntawm lub xyoo pua xeem dhau los ua kom nkag siab txog lub tswv yim ntawm huab hwm coj, uas tau hloov mus rau kev cuam tshuam nrog lub zog los ntawm kev ceev ntawm lub teeb. Lub zog thiab qhov loj ntawm lub cev yog qhov tshwm sim ntawm qee qhov tseem ceeb ntawm qhov teeb meem.
