В чем заключается физический смысл гравитационной постоянной


Уважаемый Борис! Спасибо, что приняли участие. Посмотрите, где допускаю ошибку, свою ошибку найти трудно. Все данные беру с сайта: Ускорение свободного падения. Википедия. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D1 … 0%B8%D1%8F g(h) = GM/ (r + h)^2, отсюда находим G = g(h) * (r + h)^2 / M

g(h) – берём там же из таблицы, высота над уровнем моря равна 400 000 км., ускорение свободного падения на этой высоте равно 0,0025 м/сек^2
r – радиус Земли равен 6371 км, Находим (r + h) = (400 000 000 + 6371 000) = 406 371 000 м. M – масса Земли равна 5, 9726 *10^ 24 кг.

G = 0,0025 * ( 406,371*10^ 6) ^2 / 5, 9726 *10^ 24 = 412,8434741025 * 10^12 / 5, 9726 *10^ 24 = 69,12290699589 *10^-12 = 6, 91229 * 10^-11
Сравните с табличными данными. G = 6,67408 * 10^-11
С уважением А.Т. Дудин.

Добавлено спустя 7 часов 18 минут 50 секунд:
Уважаемый Борис! Не парьтесь, у нас в уравнении сначала сокращаются массы, а затем отбрасывается правая часть, находиться ускорение свободного падения для соответствующей высоты, затем подставляется полученный результат в уравнение и решается уравнение сразу с двумя переменными. Это совершенно научный подход, чтобы сохранить гравитационную «постоянную». А, если Вы оставите в первоначальном уравнении ускорение свободного падения g = 9, 81 м /сек^2, и попытаетесь найти G, при изменении высоты, то получите результат опасный для здоровья. С уважением А. Т. Дудин.


Добавлено спустя 9 часов 27 минут 5 секунд:
По третьему закону И.Ньютона m(1) * M * a(1) = m(2) a(2), где m(1) * M, m(2) — массы,
a(1), a(2) – ускорения.
допустим m(1) = 2 m(2), запишем: 2 m(2) *M * a(1) = m(2) a(2), сокращаем m(2),
получаем 2*M * a(1) = a(2), разве сила равна ускорению. На каком основании закон всемирного тяготения приравняли ко второму закону И. Ньютона, сделав из этих двух законов третий закон И. Ньютона?
G m(я) * M (з) / R^2 = m(я)g, где G – гравитационная постоянная,
M (з) – масса Земли, m(я) масса яблока, R – радиус Земли, g – ускорение свободного падения. В формуле явно выражен третий закон И. Ньютона. Но в согласии с третьим законом И. Ньютона сокращать массу яблока недопустимо. Сократив массы, мы получаем:
G * M (з) / R^2 = g
Возможна ли такая запись? С уважением А.Т. Дудин.

Добавлено спустя 19 часов 10 минут 51 секунду:
15.12-1 Закон всемирного тяготения. Гравитационная постоянная
«Физический смысл гравитационной постоянной. Гравитационная постоянная численно равна силе, с которой притягиваются два точечных тела массой 1 кг на расстоянии 1 м друг от друга».
если мы сокращаем массу одного тела, то остаётся масса другого тела, гравитационная постоянная и квадрат расстояния между телами, одного из которых после сокращения не стало и всё это равно ускорению свободного падения, странно?
G m(я) * M (з) / R^2 = m(я)g, сократили массу яблока, осталась масса Земли и это всё оказалось равно ускорению свободного падения. G * M (з) / R^2 = g.
Силы взаимодействия между двумя телами приравниваются к силе одного из этих тел.
С уважением А.Т. Дудин.

Источник: www.NewTheory.ru

Приняв, что гравитационная масса и инертная масса это различные физические величины (В СТО и ОТО не так), можно определить суть гравитационной постоянной и найти причины проблем с её точным измерением.

Проведём эксперимент космического масштаба.

Две одинаковые планеты вращаются вокруг общего центра по круговой орбите.

Две массы на круговой орбите

Проведя вычисление для движения таких планет, можно обнаружить, что гравитационная постоянная показывает соотношение между метрическим параметром пространства и временным параметром процесса для вращающихся единичных масс.


Зависимость гравитационной постоянной от параметров орбит двух единичных масс

Метрический параметр (R) и временной параметр (T) зависят от местного гравитационного потенциала. Потенциал зависит от скорости и от расположенных в зоне влияния масс (аналогично в ОТО, только там нет различия между гравитационной и инертной массами).

В таком случае значение гравитационной постоянной должно зависеть от скорости движения системы и от влияния окружающих масс.

Измеряя значение гравитационной постоянной на земле (любым известным способом), мы должны обнаружить, что от измерения к измерению значения будут отличаться. Влияние оказывают все планеты, Луна, изменение расстояния от Солнца, вариации орбитальной скорости Земли и периода обращения вокруг оси, вариации скорости Солнца при движении в галактике.


Известные попытки точного измерения гравитационной постоянной показаны на рисунке (рисунок получен из работы «Measurements of Newton’s gravitational constant and the length of day», J. D. Anderson, G. Schubert2 V. Trimble, M. R. Feldman )

Вариации результатов измерения значения гравитационной постоянной и изменение продолжительности суток

«Точное» значение гравитационной постоянной не существует, как не существует идеально спокойное место в космосе. Теоретически можно установить контроль текущего значения гравитационной постоянной, поместив на орбите систему вращающихся вокруг общего центра масс спутников. Непрерывно определяя параметры своего движения спутники могли бы сообщать текущее значение гравитационной постоянной.

Оценка влияния переменной скорости Земли (движение Солнца и орбитальное движение Земли), гравитации Юпитера в разных положениях относительно Земли и Солнца позволяет говорить о возможности изменения величины гравитационной постоянной при измерениях в разное время до 1,001 раз. Реально мы наблюдаем колебания её величины около 1,0001 раз.


Формулы доступны в документе в соответствующем параграфе.

Источник: zen.yandex.ru

Чему равна гравитационная постоянная

Гравитационная постоянная представляет собой фундаментальную физическую постоянную.  Обозначается буквой G.

Согласно единицам Международной системе измерения (СИ) в 2008 было рекомендовано использовать значение:

  • G = 6,67425(67)*10-11Н

В 2011 году значение изменилось на:

  • G = 6,67384(80)*10-11Н

Физический смысл гравитационной постоянной

Физический смысл этого значения связан с тем, что гравитационная постоянная равна силе, которая действует на притяжение двух частиц с массой один килограмм, расположенных на расстоянии одного метра друг к другу.

Именно поэтому эта сила оказывается крохотной, всего лишь 6,67*10-хН.

Согласно расчетам, показавшим, что в случае, когда гравитационная постоянная во Вселенной оказалась бы в раз сто больше, то все количество звезд, в том числе и Солнце, намного сократилось бы, а разумная жизнь, скорее всего, не появилась на нашей планете.


История

Хоть гравитационная постоянная фигурирует в нынешних записях о законе всемирного тяготения, она как таковая отсутствовала в работах Ньютона и других математиков вплоть до начала ХIХ века. Существует мнение, что она впервые была вычислена физиком Пуассоном из Франции в 1809 году. Он описал ее в своем «Трактате по механике».

Значение гравитационной постоянной, к сожалению, является не достаточно точным, как у других физических постоянных, поэтому эксперименты. по ее уточнению продолжаются.

Согласно проведенным астрономическим вычислениям, постоянная G уже на протяжении сотен миллионов лет не изменялась.

  • < Как сделать скриншот экрана ноутбука
  • Как сделать объемную снежинку из бумаги >

Источник: razuznai.ru

Работы Ньютона

Примечательно, что в трудах Ньютона (1684—1686) гравитаци&#.


94;а XVIII-го века.

Ранее использовался так называемый гравитационный параметр, который равнялся произведению гравитационной постоянной на массу тела. Нахождение таког .
витационного параметра различных космических тел (в основном Солнечной системы) более точно известно, нежели порознь значение гравитационной постоянной и массы тела.


µ = GM

Здесь: µ — гравитационный параметр, G – гравитационная постоянная, а M — масса объекта.

Размерность гравитационного параметра — м3с−2.

Следует отметить тот факт, что значение гравитационной постоянной несколько варьируется даk.
лить довольно сложно, поэтому гравитационный параметр нашел более широкое применение.

Эксперимент Кавендиша

Эксперимент по определению точного значения гравитационной постоянной впервые предложил английский естествоиспытатель Джон Мичелл, который сконструировал крутильные весы. Однако, не успев провести эксперимент, в 1793-м году Джон Мичелл умер, а его установка перешла в руки Генри Кавендишу – британскому физику. Генри Кавендиш улучшил полученное устройство и провел опыты, результаты которых были опубликованы в 1798-м году в научном журнале под названием «Философские труды Королевского общества».

Установка для проведения эксперимента состояла из нескольких элементов. Прежде всего она включала 1,8-метровое коромысло, к концам которого крепились свинцовые шарики с массой 775 г и диаметром 5 см. Коромысло было подвешено на медной 1-метровой нити. Несколько выше крепления нити, ровно над ее осью вращения устанавливалась еще одна поворотная штанга, к концам которой жестко крепились два шара массой 49,5 кг и диаметром 20 см. Центры всех четырех шаров должны были лежать в одной плоскости. В результате гравитационного взаимодействия притяжение малых шаров к большим должно быть заметно. При таком притяжении нить коромысла закручивается до некоторого момента, и ее сила упругости должна равняться силе тяготения шаров. Генри Кавендиш измерял силу тяготения посредством измерения угла отклонения плеча коромысла.

 

Более наглядное описание эксперимента доступно в видео ниже:

В чем заключается физический смысл гравитационной постоянной

Для получения точного значения константы Кавендишу пришлось прибегнуть к ряду мер, снижающих влияние сторонних физических факторов на точность эксперимента. В действительности Генри Кавендиша проводил эксперимент не для того, чтобы выяснить значение гравитационной постоянной, а для расчета средней плотности Земли. Для этого он сравнивал колебания тела, вызванные гравитационным возмущением шара известной массы, и колебания, вызванные тяготением Земли. Он достаточно точно вычислил значение плотности Земли – 5,47 г/см3 (сегодня более точные расчеты дают 5,52 г/см3). Согласно различным источникам, значение гравитационной постоянной, высчитанное из гравитационного параметра с учетом плотности Земли, полученной Кавердишем, составило G=6,754·10−11 м³/(кг·с²), G = 6,71·10−11м³/(кг·с²) или G = (6,6 ± 0,04)·10−11м³/(кг·с²). До сих пор неизвестно, кто впервые получил численное значение постоянной Ньютона из работ Генри Кавердиша.

Измерение гравитационной постоянной

Наиболее раннее упоминание гравитационной постоянной, как отдельной константы, определяющей гравитационное взаимодействие, найдено в «Трактате по механике», написанном в 1811-м году французским физиком и математиком — Симеоном Дени Пуассоном.

Измерение гравитационной постоянной проводится различными группами ученых и по сей день. При этом, несмотря на обилие доступных исследователям технологий, результаты экспериментов дают различные значения данной константы. Из этого можно было бы сделать вывод, что, возможно, гравитационная постоянная на самом деле непостоянная, а способна менять свое значение, с течением времени или от места к месту. Однако, если значения константы по результатам экспериментов разнятся, то неизменность этих значений в рамках этих экспериментов уже проверена с точностью до 10-17. Кроме того, согласно астрономическим данным постоянная G не изменилась в значительной степени за несколько последних сотен миллионов лет. Если постоянная Ньютона и способна меняться, то ее изменение не превысило б отклонение на число 10-11 – 10-12 в год.

Примечательно, что летом 2014-го года совместно группа итальянских и нидерландских физиков провели эксперимент по измерению гравитационной постоянной совсем иного вида. В эксперименте использовались атомные интерферометры, которые позволяют отследить влияние земной гравитации на атомы. Значение константы, полученное таким образом, имеет погрешность 0,015% и равняется G = 6.67191(99) × 10−11 м3·с−2·кг−1.

 

Источник: SpaceGid.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.