Ֆիզիկայի մեջ տարբեր մեծությունների հետ աշխատելը հարմար դարձնելու համար օգտագործվում է դրանց ստանդարտ նշումը։ Նրանց շնորհիվ յուրաքանչյուրը կարող է հեշտությամբ հիշել որոշակի գործընթացների համար շատ կարեւոր բանաձեւեր։ Այս հոդվածում մենք կքննարկենք այն հարցը, թե ինչ է նշանակում g. ֆիզիկայում
Ձգողականության երևույթ
Որպեսզի հասկանաք, թե ինչ է նշանակում g-ը ֆիզիկայում (այս թեման արծարծված է հանրակրթական դպրոցների 7-րդ դասարանում), պետք է ծանոթանալ ձգողականության երևույթին։ 17-րդ դարի վերջին Իսահակ Նյուտոնը հրապարակեց իր հայտնի գիտական աշխատությունը, որտեղ նա ձևակերպեց մեխանիկայի հիմնական սկզբունքները։ Այս աշխատանքում նա առանձնացրել է, այսպես կոչված, համընդհանուր ձգողության օրենքի հատուկ տեղ։ Նրա խոսքով՝ բոլոր մարմինները, որոնք ունեն վերջավոր զանգված, ձգվում են միմյանց՝ անկախ նրանց միջև եղած հեռավորությունից։ m1, m2 զանգված ունեցող մարմինների միջև ձգողական ուժը հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով.
F=Gm1m2/r2./r2.
Այստեղ G - ունիվերսալ գրավիտացիոն հաստատուն, r -տարածությունը մարմինների զանգվածի կենտրոնների միջև: F ուժը կոչվում է գրավիտացիոն փոխազդեցություն, որը, ինչպես Կուլոնյան ուժը, փոքրանում է հեռավորության քառակուսու հետ, բայց ի տարբերություն Կուլոնյան ուժի, ձգողականությունը միայն գրավիչ է։
Ազատ անկման արագացում
Հոդվածի այս պարբերության վերնագիրը պատասխանն է այն հարցի, թե ինչ է նշանակում g տառը ֆիզիկայում: Այն օգտագործվում է, քանի որ լատիներեն «գրավիտացիա» բառը gravitas է: Այժմ մնում է հասկանալ, թե ինչ է իրենից ներկայացնում ազատ անկման արագացումը։ Դա անելու համար հաշվի առեք, թե ինչ ուժ է գործում յուրաքանչյուր մարմնի վրա, որը գտնվում է Երկրի մակերեսին մոտ: Թող մարմինը ունենա m զանգված, ապա կստանանք՝
F=Gm M /R2=mg, որտեղ g=GM/R2:
Այստեղ M, R-ն մեր մոլորակի զանգվածն ու շառավիղն են: Նկատի ունեցեք, որ նույնիսկ եթե մարմինը գտնվում է մակերևույթից h բարձրության վրա, ապա այս բարձրությունը շատ ավելի քիչ է, քան R-ը, ուստի այն կարելի է անտեսել բանաձևում: Հաշվեք g-ի արժեքը:
g=GM/R2=6, 6710-115, 97210 24/(6371000)2=9,81 մ/կ2.
Ի՞նչ է նշանակում g-ը ֆիզիկայում: g արագացումը այն արժեքն է, որով մեծանում է բացարձակապես ցանկացած մարմնի արագությունը, որն ազատորեն ընկնում է Երկրի մակերևույթի վրա։ Հաշվարկներից հետևում է, որ անկման յուրաքանչյուր վայրկյան արագության աճը կազմում է 9,81 մ/վ (35,3 կմ/ժ):
Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ g-ի արժեքը կախված չէ մարմնի զանգվածից: Փաստորեն, կարելի է տեսնել, որ ավելի խիտ մարմինները ավելի քիչ են ընկնում ավելի արագխիտ. Դա տեղի է ունենում այն պատճառով, որ դրանց վրա ազդում են օդի դիմադրության տարբեր ուժեր, այլ ոչ թե ձգողականության տարբեր ուժեր:
Վերոնշյալ բանաձևը թույլ է տալիս որոշել g ոչ միայն մեր Երկրի, այլև ցանկացած այլ մոլորակի համար: Օրինակ, եթե դրա մեջ փոխարինենք Մարսի զանգվածն ու շառավիղը, ապա կստանանք 3,7 մ/վրկ2 արժեքը, ինչը գրեթե 2,7 անգամ պակաս է, քան Երկրի համար։։
Մարմնի քաշ և արագացում g
Վերևում մենք նայեցինք, թե ինչ է նշանակում g ֆիզիկայում, պարզվեց նաև, որ սա այն արագացումն է, որով բոլոր մարմիններն ընկնում են օդում, և g-ը նույնպես գործակից է գրավիտացիան հաշվարկելիս:
Այժմ հաշվի առեք այն իրավիճակը, երբ մարմինը հանգստանում է, օրինակ՝ սեղանին դրված է բաժակ: Դրա վրա գործում են երկու ուժ՝ ձգողականություն և օժանդակ ռեակցիաներ: Առաջինը կապված է ձգողականության հետ և ուղղված է դեպի ներքև, երկրորդը պայմանավորված է սեղանի նյութի առաձգականությամբ և ուղղված է դեպի վեր։ Ապակին չի թռչում վերև և չի ընկնում սեղանի միջով միայն այն պատճառով, որ երկու ուժերն էլ հավասարակշռում են միմյանց: Այս դեպքում այն ուժը, որով մարմինը (ապակին) սեղմում է հենարանի (սեղանի) վրա, կոչվում է մարմնի քաշ։ Ակնհայտորեն, դրա արտահայտությունը կունենա հետևյալ ձևը՝
P=mg.
Մարմնի քաշը փոփոխական արժեք է: Վերևում գրված բանաձևը վավեր է հանգստի կամ միատեսակ շարժման համար: Եթե մարմինը շարժվում է արագացումով, ապա նրա քաշը կարող է և՛ մեծանալ, և՛ նվազել։ Օրինակ՝ տիեզերագնացների քաշը, որը խթանիչը արձակում է Երկրի ցածր ուղեծիր, արձակման ընթացքում մի քանի անգամ ավելանում է։
