Astronomie

Isaac Newton und das Gesetz der universellen Gravitation

Isaac Newton und das Gesetz der universellen Gravitation

Die Gravitation ist die Kraft der gegenseitigen Anziehung, die der Körper durch eine bestimmte Masse erfährt.

Die Existenz dieser Kraft wurde im 17. Jahrhundert vom englischen Mathematiker und Physiker Isaac Newton begründet. Darüber hinaus entwickelte der brillante Wissenschaftler für seine Formulierung die sogenannte Fluxionsrechnung (sog. Integralrechnung).

Isaac Newton wurde am 25. Dezember 1642 in Woolsthorpe, Lincolnshire, geboren. Als er drei Jahre alt war, heiratete seine verwitwete Mutter erneut und überließ ihn der Obhut seiner Großmutter. Als er zum zweiten Mal Witwer war, beschloss er, ihn auf eine Grundschule in Grantham zu schicken. Im Sommer 1661 trat er in das Trinity College der University of Cambridge ein, wo er sein Lehrdiplom erhielt.

Während dieser Zeit widmete er sich dem Studium und der Erforschung der neuesten Fortschritte in der Mathematik und Naturphilosophie. Fast sofort machte er grundlegende Entdeckungen, die für seine wissenschaftliche Karriere sehr nützlich waren. Es löste auch Probleme im Zusammenhang mit Licht und Optik, formulierte die Bewegungsgesetze und leitete daraus ab, was wir als wissen Gesetz der universellen Gravitation.

Das Newtonsche Gesetz, das als Gesetz der universellen Gravitation bezeichnet wird, besagt, dass die Anziehungskraft zweier mit Masse ausgestatteter Körper direkt proportional zum Produkt ihrer Masse und umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung ist, die sie voneinander trennt ( Gesetz der Umkehrung des Quadrats der Entfernung). Das Gesetz enthält eine Proportionalitätskonstante (G), die als Konstante der universellen Gravitation bezeichnet wird und deren Wert, bestimmt durch genaue Experimente, ist:
G = 6,67384*10-11 N * m² / kg².

Um die Intensität des einem Körper mit einem bestimmten Radius und einer bestimmten Masse zugeordneten Gravitationsfeldes zu bestimmen, wird die Beschleunigung ermittelt, mit der ein Testkörper (aus Radius und Masseeinheit) in dieses Feld fällt. Durch Anwenden des zweiten Newtonschen Gesetzes unter Verwendung der Werte der Schwerkraft und einer bekannten Masse kann die Schwerkraftbeschleunigung erhalten werden.

Diese Beschleunigung hat je nach Körper, an dem sie gemessen wird, unterschiedliche Werte. So wird für die Erde ein Wert von 9,8 m / s² (entspricht 9,8 N / kg) berücksichtigt, während der für die Mondoberfläche ermittelte Wert nur 1,6 m / s beträgt. s², das ist ungefähr sechsmal kleiner als das, was unserem Planeten entspricht, und auf einem der Riesenplaneten des Sonnensystems, Jupiter, wäre dieser Wert ungefähr 24,9 m / s².

In einem isolierten System, das aus zwei Körpern besteht, von denen sich einer um den anderen dreht, wobei der erste eine viel kleinere Masse als der zweite hat und eine stabile und kreisförmige Umlaufbahn um den Körper beschreibt, der das Zentrum einnimmt, hat die Zentrifugalkraft einen Wert gleich der des Zentripetals aufgrund der Existenz der universellen Gravitation.

Aus solchen Überlegungen ist es möglich, eines der Kepler-Gesetze (das dritte) abzuleiten, das den Radius der Umlaufbahn, der einen Körper um eine andere Zentrale beschreibt, mit der Zeit in Verbindung bringt, die benötigt wird, um den Bereich abzutasten, der in der Umlaufbahn enthalten ist. und das bestätigt, dass die Zeit proportional zu 3/2 des Radius ist.

Dieses Ergebnis ist universell anwendbar und gilt auch für elliptische Bahnen, von denen die Kreisbahn ein besonderer Fall ist, in dem die Haupt- und Nebenhalbachse gleich sind.

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