भौतिकी में स्कूल के पाठ्यक्रम का अध्ययन करते समय, यांत्रिकी के खंड में एक महत्वपूर्ण विषय सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम है। इस लेख में, हम इस पर करीब से नज़र डालेंगे कि यह क्या है, और किस गणितीय सूत्र के साथ इसका वर्णन किया गया है, और साथ ही दैनिक मानव जीवन में और ब्रह्मांडीय पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण बल के उदाहरण भी देंगे।
गुरुत्वाकर्षण के नियम की खोज किसने की
गुरुत्वाकर्षण बल का उदाहरण देने से पहले, आइए संक्षेप में वर्णन करें कि इसकी खोज का श्रेय किसे दिया जाता है।
प्राचीन काल से, लोगों ने सितारों और ग्रहों को देखा है और जानते हैं कि वे कुछ निश्चित पथों के साथ चलते हैं। इसके अलावा, कोई भी व्यक्ति जिसे विशेष ज्ञान नहीं था, वह समझ गया था कि उसने पत्थर या अन्य वस्तु कितनी भी दूर फेंक दी हो, वह हमेशा जमीन पर गिरती है। लेकिन लोगों में से किसी ने भी अनुमान नहीं लगाया कि पृथ्वी और आकाशीय पिंडों पर होने वाली प्रक्रियाएं एक ही प्राकृतिक नियम द्वारा नियंत्रित होती हैं।
1687 में, सर आइजैक न्यूटन ने एक वैज्ञानिक कार्य प्रकाशित किया जिसमें उन्होंने सबसे पहले गणित की रूपरेखा तैयार कीसार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम का निर्माण। बेशक, न्यूटन स्वतंत्र रूप से इस सूत्रीकरण पर नहीं आए, जिसे उन्होंने व्यक्तिगत रूप से पहचाना। उन्होंने अपने समकालीनों के कुछ विचारों का उपयोग किया (उदाहरण के लिए, पिंडों के बीच आकर्षण बल की दूरी के वर्ग के लिए व्युत्क्रम आनुपातिकता का अस्तित्व), साथ ही साथ ग्रहों के प्रक्षेपवक्र पर संचित प्रयोगात्मक अनुभव (केप्लर के तीन कानून)। न्यूटन की प्रतिभा ने खुद को इस तथ्य में दिखाया कि सभी उपलब्ध अनुभव का विश्लेषण करने के बाद, वैज्ञानिक इसे एक सुसंगत और व्यावहारिक रूप से लागू सिद्धांत के रूप में तैयार करने में सक्षम थे।
गुरुत्वाकर्षण सूत्र
सार्वभौम गुरुत्वाकर्षण के नियम को संक्षेप में निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है: ब्रह्मांड में सभी निकायों के बीच एक आकर्षक बल होता है, जो उनके द्रव्यमान केंद्रों के बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है और उत्पाद के सीधे आनुपातिक होता है। स्वयं निकायों के द्रव्यमान से। m1 और m2 द्रव्यमान वाले दो निकायों के लिए, जो एक दूसरे से r दूरी पर हैं, अध्ययन के तहत कानून इस प्रकार लिखा जाएगा:
F=Gm1m2/r2।
यहाँ G गुरुत्वाकर्षण का स्थिरांक है।
सभी मामलों में इस सूत्र का उपयोग करके आकर्षण बल की गणना की जा सकती है, यदि निकायों के बीच की दूरी उनके आकार की तुलना में काफी बड़ी है। अन्यथा, और बड़े पैमाने पर अंतरिक्ष वस्तुओं (न्यूट्रॉन तारे, ब्लैक होल) के पास मजबूत गुरुत्वाकर्षण की स्थितियों में, आइंस्टीन द्वारा विकसित सापेक्षता के सिद्धांत का उपयोग करना चाहिए। उत्तरार्द्ध गुरुत्वाकर्षण को अंतरिक्ष-समय की विकृति का परिणाम मानता है। न्यूटन के शास्त्रीय नियम मेंगुरुत्वाकर्षण कुछ ऊर्जा क्षेत्र, जैसे विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र के साथ पिंडों की बातचीत का परिणाम है।
गुरुत्वाकर्षण की अभिव्यक्ति: रोजमर्रा की जिंदगी के उदाहरण
सबसे पहले, ऐसे उदाहरणों के रूप में हम एक निश्चित ऊंचाई से गिरने वाले किसी भी शरीर को नाम दे सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक पत्ता या एक पेड़ से प्रसिद्ध सेब, एक पत्थर गिरना, बारिश की बूंदें, पहाड़ का भूस्खलन और भूस्खलन। इन सभी मामलों में, पिंडों का झुकाव हमारे ग्रह के केंद्र की ओर होता है।
दूसरा, जब एक शिक्षक छात्रों से "गुरुत्वाकर्षण के उदाहरण देने" के लिए कहता है, तो उन्हें यह भी याद रखना चाहिए कि सभी शरीरों का वजन होता है। जब फोन टेबल पर होता है या जब किसी व्यक्ति को तराजू पर तौला जाता है, तो इन मामलों में शरीर सहारे पर दबाव डालता है। शरीर का वजन गुरुत्वाकर्षण बल की अभिव्यक्ति का एक ज्वलंत उदाहरण है, जो समर्थन की प्रतिक्रिया के साथ मिलकर एक दूसरे को संतुलित करने वाले बलों की एक जोड़ी बनाता है।
यदि पिछले पैराग्राफ के सूत्र का उपयोग स्थलीय स्थितियों के लिए किया जाता है (ग्रह के द्रव्यमान और उसकी त्रिज्या को इसमें प्रतिस्थापित करें), तो निम्नलिखित अभिव्यक्ति प्राप्त की जा सकती है:
एफ=एमजी
यह वह है जिसका उपयोग गुरुत्वाकर्षण के साथ समस्याओं को हल करने में किया जाता है। यहाँ g सभी पिंडों को दिया गया त्वरण है, चाहे उनका द्रव्यमान कुछ भी हो, मुक्त रूप से गिरने पर। यदि वायु प्रतिरोध नहीं होता, तो एक भारी पत्थर और एक हल्का पंख एक ही ऊंचाई से एक ही समय में गिर जाता।
ब्रह्मांड में गुरुत्वाकर्षण
सभी जानते हैं कि पृथ्वी अन्य ग्रहों के साथ सूर्य की परिक्रमा करती है। बदले में, सूर्य,. में होने के कारणसर्पिल आकाशगंगा मिल्की वे की भुजाओं में से एक, अपने केंद्र के चारों ओर करोड़ों सितारों के साथ घूमती है। आकाशगंगाएँ स्वयं भी तथाकथित स्थानीय समूहों में एक-दूसरे के पास पहुँचती हैं। यदि हम पैमाने पर पीछे जाते हैं, तो हमें उन उपग्रहों को याद रखना चाहिए जो अपने ग्रहों के चारों ओर घूमते हैं, क्षुद्रग्रह जो इन ग्रहों पर गिरते हैं या उड़ते हैं। इन सभी मामलों को याद किया जा सकता है यदि शिक्षक छात्रों से पूछता है: "गुरुत्वाकर्षण बल के उदाहरण दें।"
ध्यान दें कि हाल के दशकों में ब्रह्मांडीय पैमाने पर मुख्य बल के प्रश्न पर सवाल उठाया गया है। स्थानीय अंतरिक्ष में, यह निस्संदेह गुरुत्वाकर्षण बल है। हालांकि, आकाशगंगा के स्तर पर इस मुद्दे पर विचार करते हुए, डार्क मैटर से जुड़ी एक और, अभी तक अज्ञात शक्ति, खेल में आती है। उत्तरार्द्ध स्वयं को गुरुत्वाकर्षण-विरोधी के रूप में प्रकट करता है।
