მექანიკა/სხეულის წონა/სად უფრო მძიმეა სხეული?

ვიკიწიგნებიდან
Jump to navigation Jump to search

ძალა, რომლითაც სხეულები დედამიწის სფეროთი მიიზიდებიან, თანდათანობით კლებულობს დედამიწის ზედაპირიდან ზემო მიმართულებით დაშორებასთან ერთად. ჩვენ რომ ერთ კილოგრამიანი საწონი 6400 კილომეტრის სიმაღლეზე ავიტანოთ, ე.ი. დავაშოროთ იგი დედამიწის სფეროს ცენტრს დედამიწის ორი რადიუსის მანძილით, მაშინ მიზიდულობის ძალა შესუსტდება 22, ე.ი. 4-ჯერ და საწონი ზამბარას დასწევს 1000 გრამის ნაცვლად 250 გრამზე. მიზიდულობის კანონის თანახმად, დედამიწის სფერო იზიდავს გარეშე სხეულებს ისე, თითქოს მთელი მისი მასა მის ცენტრში ყოფილიყოს დაგროვილი, მიზიდულობის ძალა კი კლებულობს შებრუნებულად მანძილის კვადრატისა. ჩვენს მიერ აღებულ შემთხვევაში მანძილი საწონსა და დედამიწის ცენტრებს შორის გაორკეცდა და ამიტომ მიზიდულობა შემცირდა 4-ჯერ. საწონი რომ დედამიწის ზედაპირს დავაშოროთ 12 800 კილომეტრის მანძილით, ე.ი. გასამკეცებული მანძილით დედამიწის ცენტრიდან, ჩვენ შევასუსტებთ მიზიდულობას 33-ჯერ, ე.ი. 9-ჯერ; 1000 გრამიანი საწონი აიწონიდა მაშინ მხოლოდ 111 გრამს, და ა.შ.

ბუნებრივია ვიფიქროთ, რომ, თუ დედამიწის სიღრმეში საწონს ჩავიტანთ, ე.ი. მიუახლოებთ მას ჩვენი პლანეტის ცენტრს, ჩვენ მიზიდულობის გაძლიერება უნდა შევამჩნიოთ: საწონი დედამიწის სიღრმეში უნდა იწონიდეს უფრო მეტს. ეს მოსაზრება სწორი არ არის: სხეული დედამიწაში რაც უფრო ღრმად ჩადის, კი არ მატულობს წონაში, პირიქით — კლებულობს. ეს აიხსნება იმით, რომ ასეთ შემთხვევაში დედამიწის მიმზიდავი ნაწილაკები განლაგებულია სხეულის არა ერთი, არამედ სხვადასხვა მხრიდან.

ნახ. 26: რათ კლებულობს სიმძიმის ძალა მიწის სიღრმეში?

შეხედეთ სურათს. თქვენ ხედავთ, რომ საწონი, რომელიც მოთავსებულია დედამიწის სიღრმეში, მიიზიდება ქვემოთკენ, სხეულის ქვეშ განლაგებული ნაწილაკებით, და ამავე დროს მიიზიდება ზემოთკენაც მის ზევით განლაგებული ნაწილაკების მიერ. შეიძლება იმის დამტკიცება, რომ საბოლოოდ მნიშვნელობა აქვს მხოლოდ იმ სფეროს მიზიდულობას, რომლის რადიუსიც უდრის მანძილს დედამიწის ცენტრიდან სხეულის ადგილმდებარეობამდე. ამიტომ რამდენადაც ღრმად მიდის სხეული მიწაში, უფრო და უფრო კლებულობდეს წონაში და, როდესაც ცენტრს მიაღწევს, სხეული სავსებით დაკარგავს წონას; იგი უწონადი გახდება, რადგანაც გარემომცეელი ნაწილაკები ყოველ მხრივ ერთნაირი ძალით მიიზიდავენ მას.

ამრიგად სხეული მეტს იწონის თვით დედამიწის ზედაპირზე და, რამდენადაც ის შორდება ზედაპირს სიმაღლისკენ ან სიღრმეში, იმდენად მისი წონაც კლებულობს.