lực hấp dẫn

[khanhgiaco]

Hệ thống quảng cáo SangNhuong.com

Trong vật lý học, lực hấp dẫn là lực hút giữa mọi vật chất và có độ lớn tỷ lệ thuận với khối lượng của chúng và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách của hai vật.

Lực hấp dẫn là một trong bốn lực cơ bản của tự nhiên theo mô hình chuẩn được chấp nhận rộng rãi trong vật lý hiện đại, ba lực cơ bản khác là lực điện từ, lực hạt nhân yếu, và lực hạt nhân mạnh. Lực hấp dẫn là lực yếu nhất trong số các lực đó, nhưng lại có thể hoạt động ở khoảng cách xa và luôn thu hút.

Trong cơ học cổ điển, lực hấp dẫn xuất hiện như một ngoại lực tác động lên vật thể. Trong thuyết tương đối rộng, lực hấp dẫn là bản chất của không thời gian bị uốn cong bởi sự hiện diện của khối lượng, và không phải là một ngoại lực. Trong thuyết hấp dẫn lượng tử, hạt graviton được cho là hạt mang lực hấp dẫn.

Lực hấp dẫn của Trái Đất tác động lên các vật thể có khối lượng và làm chúng rơi xuống đất. Lực hấp dẫn cũng giúp gắn kết các vật chất để hình thành Trái Đất, Mặt Trời và các thiên thể khác; nếu không có nó các vật thể sẽ không thể liên kết với nhau và cuộc sống như chúng ta biết hiện nay sẽ không thể tồn tại. Lực hấp dẫn cũng là lực giữ Trái Đất và các hành tinh khác ở trên quỹ đạo của chúng quanh Mặt Trời, Mặt Trăng trên quỹ đạo quanh Trái Đất, sự hình thành thủy triều, và nhiều hiện tượng thiên nhiên khác mà chúng ta quan sát được.


Isaac Newton một trong những nhà vật lý vĩ đại nhất, là người đầu tiên khám phá ra định luật này, theo đó vật có khối lượng m sẽ bị kéo về gần vật có khối lượng M với gia tốc:


với G là hằng số hấp dẫn và r là khoảng cách giữa hai vật.

Theo định luật 2 Newton, vật có khối lượng m chịu lực hấp dẫn có độ lớn:
F = m.g



Công thức trên được gọi là định luật vạn vật hấp dẫn Newton, trong đó lực hấp dẫn tỷ lệ thuận với tích của hai khối lượng và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách hai khối lượng.

Trong công thức này, kích thước các vật được coi là rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.

Hằng số hấp dẫn

Hằng số hấp dẫn G phụ thuộc vào hệ đơn vị đo lường, được xác định lần đầu tiên bởi thí nghiệm Cavendish năm 1797.

Nếu dùng hệ đơn vị SI:
G = 6.67 x 10-11 N.m²/kg²

Thế năng hấp dẫn

Như mọi trường véctơ có dạng tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách (ví dụ cường độ điện trường), trường véctơ lực hấp dẫn là một trường véctơ bảo toàn. Điều này nghĩa là mọi tích phân đường của véctơ lực hấp dẫn F từ vị trí r0 đến r:


đều có giá trị không phụ thuộc vào đường đi cụ thể từ r0 đến r.


Như vậy tại mỗi điểm r đều có thể đặt giá trị gọi là thế năng hấp dẫn:


với φ(r0) là giá trị thế năng quy ước ở mốc r0.

Lực nhân quãng đường là công cơ học, tức năng lượng, do đó thế năng hấp dẫn, hay thế năng nói chung, là một dạng năng lượng.

Các điểm trong trường hấp dẫn có cùng một giá trị thế năng tạo thành một mặt gọi là mặt đẳng thế. Một chất điểm nếu dịch chuyển trên một mặt đẳng thế thì không sinh công bởi vì thế năng điểm đầu và thế năng điểm cuối là như nhau. Như vậy, lực tác dụng phải có phương vuông góc với phương dịch chuyển.


Lý thuyết tương đối rộng

Lý thuyết tương đối rộng, còn được gọi là lý thuyết tương đối tổng quát, là một lý thuyết vật lý cơ bản về hấp dẫn. Lý thuyết này được Albert Einstein đưa ra vào năm 1915. Nó có thể coi là phần bổ sung và mở rộng của lý thuyết hấp dẫn Newton ở tầm vĩ mô và với vận tốc lớn.

Lý thuyết này mô tả hấp dẫn tương tự như sự biến dạng địa phương của không-thời gian. Cụ thể là một vật có khối lượng sẽ làm cong không thời gian xung quanh nó. Độ cong của không thời gian chính bằng lực hấp dẫn. Nói một cách khác, hấp dẫn là sự cong của không thời gian.

Lý thuyết tương đối rộng, ở dạng thuần túy, mô tả không thời gian như một đa tạp Lorentz 4 chiều, bị làm cong bởi sự có mặt của khối lượng, năng lượng, và xung lượng (tenxơ ứng suất năng lượng) nằm trong nó. Mối liên hệ giữa tenxơ ứng suất năng lượng và độ cong của không thời gian được biểu thị qua phương trình trường Einstein.


Trong đó:

* Rμν: tenxơ Ricci
* R: vô hướng Ricci
* gμν: tenxơ mêtric
* Λ : hằng số vũ trụ
* c : vận tốc ánh sáng trong chân không
* G : hằng số hấp dẫn (giống như hằng số hấp dẫn trong định luật hấp dẫn của Newton)
* Tμν : tenxơ năng lượng-xung lượng


Trong cơ học Newton không gian là phẳng và hai vật thể hút nhau nhờ vào lực hấp dẫn

nguồn :sưu tầm

[duyenhai01]

Hệ thống quảng cáo SangNhuong.com

Mấy phần công thức và không gian mêtric đâu hả em?
Trong bài viết trên thiếu phần công thức. Đề nghị mod của phần này bổ sung giúp thành viên meoconsieuquay.
Thanks .

[huda]

Meoconsieuquay bổ sung phần công thức đi chứ ???nion38: