სახალისო ფიზიკა/თავი მეორე

ვიკიწიგნებიდან
Jump to navigation Jump to search

სად უფრო მძიმეა სხეული?[რედაქტირება]

ნახ. 26: რად კლებულობს სიმძიმის ძალა მიწის სიღრმეში?

ძალა, რომლითაც სხეულები დედამიწის სფეროს მიერ მიიზიდებიან, თანდათანობით კლებულობს დედამიწის ზედაპირიდან სიმაღლის მატებასთან ერთად. ჩვენ რომ ერთკილოგრამიანი საწონი 6400 კილომეტრის სიმაღლეზე ავიტანოთ, ე.ი. დავაშოროთ იგი დედამიწის სფეროს ცენტრს დედამიწის ორი რადიუსის ტოლი მანძილით, მაშინ მიზიდულობის ძალა შესუსტდება 2х2, ე.ი. 4-ჯერ და საწონი ზამბარაზე 1000 გრამ-ძალის ნაცვლად 250 გრამ-ძალით იმოქმედებს. მიზიდულობის კანონის თანახმად, დედამიწის სფერო იზიდავს გარეშე სხეულებს ისე, თითქოს მთელი მისი მასა მის ცენტრში ყოფილიყოს თავმოყრილი, მიზიდულობის ძალა კი კლებულობს მანძილის კვადრატის ტოლი სიდიდით. ჩვენს მიერ აღებულ შემთხვევაში მანძილი საწონსა და დედამიწის ცენტრებს შორის გაორმაგდა და ამიტომ მიზიდულობის ძალა შემცირდა 2х2-ჯერ ე.ი. ოთხჯერ. საწონი რომ დედამიწის ზედაპირს დავაშოროთ 12 800 კილომეტრის მანძილით, ე.ი. გასამკეცებული მანძილით დედამიწის ცენტრიდან, მიზიდულობის ძალა 3х3-ჯერ, ანუ 9-ჯერ შემცირდება; 1000 გრამიანი საწონის წონა მაშინ 10 ნიუტონის ნაცვლად, მხოლოდ 1,11 ნიუტონი იქნებოდა, და ა.შ.

ლოგიკურია ვიფიქროთ, რომ, თუკი დედამიწის სიღრმეში საწონს ჩავიტანთ, ანუ მას ჩვენი პლანეტის ცენტრს მივუახლოებთ, ჩვენ მიზიდულობის გაძლიერება უნდა შევამჩნიოთ: საწონი დედამიწის სიღრმეში თითქოს უფრო მეტს უნდა იწონიდეს. თუმვ,ეს მოსაზრება სწორი არ არის: როდესაც სხეული დედამიწის ზედაპირიდან მის სიღრმეში ჩადის, იგი წონაში კი არ მატულობს, პირიქით — კლებულობს. ეს აიხსნება იმით, რომ ამ შემთხვევაში სხეულის მიმზიდავი დედამიწის ნაწილაკები განლაგებულია სხეულის არა ერთი, არამედ სხვადასხვა მხარეს.

შეხედეთ 26-ე ნახატს. თქვენ ხედავთ, რომ საწონი, რომელიც მოთავსებულია დედამიწის სიღრმეში, მიიზიდება ქვემოთკენ, სხეულის ქვეშ განლაგებული ნაწილაკებით. ამავე დროს იგი მიიზიდება ზემოთკენაც მის ზევით განლაგებული ნაწილაკების მიერ. შეიძლება იმის დამტკიცება, რომ საბოლოოდ მნიშვნელობა აქვს მხოლოდ იმ სფეროს მიზიდულობის ქმედებას, რომლის რადიუსიც უდრის მანძილს დედამიწის ცენტრიდან სხეულის ადგილმდებარეობამდე. ამიტომ რამდენადაც ღრმად ჩადის სხეული მიწაში, უფრო და უფრო კლებულობს წონაში და, როდესაც ცენტრს მიაღწევს, სხეული სავსებით დაკარგავს წონას, იგი უწონადი გახდება, რადგანაც გარემომცეელი ნაწილაკები ყოველი მხრიდან ერთნაირი ძალით მიიზიდავენ მას.

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