यो साइट मा केही भाषाहरू मेशिन-अनुवाद हुन सक्छ र त्रुटि समावेश गर्न सक्नुहुन्छ। यसलाई सुधार गर्न मद्दत गर्नुहोस् अङ्ग्रेजी मूल पढ्नुहोस्
न्यूटनको गुरुत्व
  1. सिक्नुहोस्
  2. नेभिगेटर
नेभिगेटर · मोड्युल 1

न्यूटनको गुरुत्व

एक नियमले सेतो स्याउ, चन्द्रमाको कक्षा र हरेक ग्रहको मार्गलाई व्याख्या गर्दछ। न्यूटनको क्याननलाई आगो लगाउनुहोस् र कसरी थाहा पाउनुहोस्।

12 मिनेट

NASA/JPL/Space Science Institute

यो पाठ एक Local Solar System फाउन्डेसन टोली सदस्य द्वारा ड्राफ्ट गरिएको थियो र योग्य समीक्षाकर्ता द्वारा सुधार गर्न सकिन्छ। तपाईँ यो विषयवस्तुमा योग्य हुनुहुन्छ? सम्पादन सुझाव दिनुहोस्

न्यूटनको क्यानन

पूरा पृष्ठ खोल्नुहोस्

यो के हो? आइज्याक न्यूटनले यति अग्लो पहाडमा क्यानन कल्पना गरे कि यो हावाबाट बाहिर निस्कन्छ । बललाई ढिलो फायर गर्नुहोस् र यो तल फर्केर खस्दछ । यसलाई छिटो फायर गर्नुहोस् र यसले झर्ने जस्तै छिटो यस मुनि जमीनको वक्रहरू टाढा हुन्छ, त्यसैले यो कहिल्यै पनि नष्ट हुँदैन । त्यो एक कक्षा हो ।

यसलाई कसरी प्रयोग गर्ने: स्लाइडर वा गति बटनसँग सुरुआत गति सेट गर्नुहोस्, त्यसपछि फायर थिच्नुहोस् । पहिलेका शटहरू पर्दामा रहन्छन् ताकि तपाईँले तिनीहरूलाई तुलना गर्न सक्नुहुन्छ ।

सुरुआत गति
यहाँ वृत्ताकार कक्षा गति
यहाँ छिचोल्ने गति

यो कति छिटो हुन्छ?

  • तपाईँको शट
  • जेट एयरलाइनर, लगभग 900 km/h (0.25 km/s)
  • राइफल बुलेट, लगभग 1 किमी/सेकेन्ड
  • कक्ष गति
  • छिटो

पहाड कुनै पनि वास्तविक भन्दा धेरै अग्लो रेखाङ्कित गरिएको छ ताकि तपाईँले यसलाई हेर्न सक्नुहुन्छ । हावा प्रतिरोध उपेक्षा गरिन्छ ।

यो प्रयास गर्नुहोस्
  1. यसमा "अग्नि" र "आगो" शब्दहरूको प्रयोग गरिएको छ।सूचना: दुवै एकै पटकमा लगभग तल फर्कनुहोस्। धेरै छिटो दैनिक कुराहरू पनि कक्ष पुग्न पर्याप्त छिटो छैनन्।
  2. "कक्षमा गति" थिच्नुहोस् र फायर गर्नुहोस् ।सूचना: बल सबै राउन्ड जान्छ र क्यानन फर्किन्छ । यो पूरा समयमा खसिरहेको छ, तर यसले जमीन गुमाउँदै राख्दछ । यो अन्तरराष्ट्रिय स्पेस स्टेशन कसरी बस्छ भन्ने हो ।
  3. कक्ष गति भन्दा सानो ढिलो फायर गर्नुहोस्, त्यसपछि सानो छिटोसूचना: ढिलो: यो तल वक्र र बाटो राउन्ड भाग भूमि. छिटो: वृत्त लामो अण्डाकारमा फैलिन्छ कि टाढा बाहिर स्विंग र फर्कन्छ.
  4. "Escape speed" थिच्नुहोस् र फायर गर्नुहोस्, त्यसपछि ग्रह चन्द्रमामा स्विच गर्नुहोस् ।सूचना: भाग्ने गतिमा बल छोड्छ र कहिल्यै फर्कदैन। चन्द्रमामा, यसको कमजोर गुरुत्वाकर्षणको साथ, कक्षा गति केवल 1.6 किमी / सेकेन्डको बारेमा हो।
थाहा पाउन शब्दहरू
यसको पछाडिका विचारहरू

कक्षीय बल तल किन पर्दैन?

यो गिर्छ, सबै समय. पृथ्वीको सतह तल तिर लगभग5मीटर द्वारा प्रत्येक 8 किलोमिटर यात्रा लागि वक्र छ, र केही छोडिएको आफ्नो पहिलो सेकेन्ड मा लगभग5मीटर गिर्दछ. त्यसैले एक बल sideways मा लगभग8किलोमिटरको प्रति सेकेण्ड हरियो5मीटर हरेक सेकेन्ड गिर्छ जबकि जमीन5मीटर द्वारा टाढा गिर्छ. यो कहिल्यै पनि कुनै नजिकै जमीन प्राप्त गर्दछ।

किन यस्तो भयो ?

पृथ्वीमा यहाँ पहाड लगभग 510 किमी उच्च छ (पृथ्वीको त्रिज्याको 8%), अन्तर्राष्ट्रिय स्पेस स्टेशन उड्छ भन्दा उच्च (400 किमी), त्यसैले बल लगभग सबै हावा माथि सुरु हुन्छ. हावा मा तल, ड्रग यो कक्षा गति पुग्नु अघि लामो समयसम्म बललाई ढिलो र गर्मी हुनेछ। त्यो हो किन वास्तविक रॉकेटहरू पहिले हावा बाहिर चढ्छन् र त्यसपछि sideways मा गति बढाउँछन्।

स्रोत: NASA/JPL बाट ग्रहको द्रव्यमान र आकार (bodies.json); बाटोहरू सटीक दुई-शरीर कक्षाहरू हुन्। हरेक दिन गतिहरू सामान्य गोलाकार आकृतिहरू हुन्: जेट एयरलाइन्सहरू लगभग 900 km / h मा क्रूज गर्दछन्, र राइफल बुलेटहरूले लगभग 0.7 देखि 1.2 km / s मा ब्यारेल छोड्दछन्, छिटो एकका लागि लगभग 1 km / s।

डेटा तालिका (पाठ विकल्प)

वृत्ताकार गति भन्दा ढिलो: यो पछाडि झर्दछ । वृत्ताकार र भाग्ने गति बीचमा: यसले कक्षा गर्दछ । भाग्ने गतिमा वा माथि: यसले राम्रोसँग छोड्छ ।

पहाडको माथि आवश्यक गति
ग्रहयहाँ वृत्ताकार कक्षा गतियहाँ छिचोल्ने गति
पृथ्वी७.६१कि.मि./सेकेन्ड१०.८कि.मि./सेकेन्ड
चन्द्रमा१.६२कि.मि./सेकेन्ड२.२९कि.मि./सेकेन्ड
मंगलग्रह३.४२कि.मि./सेकेन्ड४.८४कि.मि./सेकेन्ड

पृथ्वीको गुरुत्वाकर्षण बलले चन्द्रमालाई आफ्नो कक्षामा घुमाउँछ र सूर्यको वरिपरिका ग्रहहरूको गतिलाई नियन्त्रण गर्छ। आइज्याक न्यूटन को महान विचार एक कानून तिनीहरूलाई सबै व्याख्या थियो। यहाँ तपाईं आफ्नो क्यानन आगो हुनेछ र किन पत्ता लगाउन.

चन्द्रमाको पूर्णिमा
पूर्ण चन्द्रमा, बाट मोजिला NASAयो पत्रिकाको प्रकाशक अखिल नेपाल विद्यार्थी सङ्गठन हो। Credit: NASA

पृथ्वीको सतहमा चन्द्रमाको प्रकाशको मात्रा दिन प्रतिदिन घट्दै जान्छ । यो केवल एक अंश मात्र हो।

हेर्नुहोस्

यो एक प्रकारको खेल हो । यो चराको शरीरमा एकै प्रकारको रङ हुन्छ तर यसले धेरै फरक आकार लिन्छ। आइज्याक न्यूटनले एउटा सरल प्रश्न सोधे: यदि तपाईंले यसलाई * वास्तवमा * छिटो फालिदिनुभयो भने के हुन्छ?

यो एक उच्च पहाडी क्षेत्रमा अवस्थित छ र यहाँबाट धेरै सुन्दर दृश्यहरू हेर्न सकिन्छ । यो एक प्रकारको चरा हो जसले कम उचाइमा उड्न सक्छ र धेरै छिटो हिँड्न सक्छ। यो अत्यन्तै छिटो र धेरै ठाउँमा फैलिन्छ। पृथ्वीको सतहमा पानीको मात्रा कम हुँदा यो प्रक्रिया हुन्छ। यो गतिमा खेल्दा बलले जति छिटो बललाई प्रहार गर्छ त्यति नै छिटो बल बाहिर जान्छ । बल तल झरिरहन्छ, तर कहिल्यै पनि नष्ट हुँदैन । यो मा परिक्रमा छ।

यो पत्रिकाको प्रकाशक माथिकोट हो। ढिलो सुरु गर्नुहोस्, त्यसपछि छिटो जानुहोस्:

  • धेरै ढिलो: यो पछाडि झर्छ (रातो) ।
  • Just right: यो वरिपरि सबै बाटो जान्छ (हरियो)।
  • धेरै छिटो: यो भाग्छ र कहिल्यै फर्कदैन (पहेंलो) ।

यस कारणले पनि यो विमानस्थलको नामकरण गरिएको हो । यो नै यसको मुख्य विशेषता हो । यो पृथ्वीको सतहबाट लगभग एक हजार किलोमिटर उचाइमा अवस्थित छ ।

बुझ्नुहोस्

सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण को न्यूटन को नियम हरेक द्रव्यमान प्रत्येक अन्य द्रव्यमान मा pulls भन्छ:

F = G · M · m / r²

  • यसमा दुई प्रकारका शक्तिहरू हुन्छन्, एक त वायु र अर्को पृथ्वी।
  • G is the gravitational constant: 6.674 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻².

दुई विचार यसलाई प्याक गरिएको छ:

  1. भारी कुराहरू कडा तान्नुहोस्। डबल द्रव्यमान, डबल बल।
  2. दूरी यसलाई छिटो कमजोर बनाउँछ। दुइगुना दूरी र बल एक चौथाईमा घट्छ। यो inverse-square law हो।

यस प्रकारको एक ग्रहको गतिज ऊर्जा (G) को मापन गर्नका लागि G=GM/r² प्रयोग गरिन्छ। पृथ्वीको सतहमा यो लगभग 9.8 m/s² दिन्छ। अन्तरराष्ट्रिय स्पेस स्टेशन को उचाई मा (420 किमी), r केवल7% ठूलो छ, त्यसैले गुरुत्वाकर्षण अझै पनि 88% जस्तै बलियो छ।

वृत्ताकार कक्षाका लागि, गुरुत्वाकर्षणले बाटो घुमाइ राख्न आवश्यक तान्ने शक्ति उपलब्ध गराउनु पर्दछ:

v_circular = √(GM / r)

यो पृथ्वीको सतहबाट लगभग 7.9 किलोमिटर उचाइमा अवस्थित छ । Faster than a rifle bullet: roughly 28,000 km/h.

मास्टर

यसमा प्रायः सबै प्रकारका खाद्य पदार्थ तथा पेय पदार्थहरू प्रयोग गरिन्छ। आफ्नो उत्पादन μ = जीएम, गुरुत्वाकर्षण परिमिति, प्रत्यक्ष र चन्द्र र अन्तरिक्ष को आन्दोलन देखि धेरै अधिक सटीक मापन छ। पृथ्वीको लागि, μ = 398,600.4355 किमी³ s⁻², प्रति बिलियन केही भागहरूमा ज्ञात छ, जबकि G आफैले केवल लगभग 22 भागहरू प्रति मिलियन (CODATA 2018) मा मात्र ज्ञात छ। यस प्रकारको ग्रहहरूको समूहलाई ‘G’ वर्ग भनिन्छ, किनभने यो समूहमा कुनै पनि ग्रह छैन।

यो पत्रिकाको प्रकाशक दोलखा जिल्ला पञ्चायत हो। गति v भएको अर्धव्यास r₀ बाट तेर्सो रूपमा सुरुआत गर्दा कोणिय गति h = r₀v र कोनिक कक्षा प्राप्त हुन्छ:

r( ν) = p / (1 + e cos ν),   p = h² / μ,   e = |p / r₀ - 1|

जहाँ ν परिक्रमणबाट कोण हो । यदि v वृत्ताकार गति भन्दा तल छ भने, प्रक्षेपण बिन्दु एपोप्सिस हो र बाटो भित्रीतिर जान्छ; यदि यो सतह भन्दा तल पनि जान्छ भने, बलले जमीनमा प्रहार गर्दछ । At √(μ/r₀) the orbit is a circle (e = 0). यसमा 2 (दुई) र 1 (एक) गरी तीन प्रकारका अक्षरहरू हुन्छन्।

न्यूटनको नियमले पनि स्पष्ट गर्दछ कि किन उपकरणको पहाड यति absurdly लामो छ: वास्तवमा हावा कुनै पनि क्याननबल को गति को कक्षीय गति भन्दा पहिले धेरै ढिलो हुनेछ, रकेटहरू किनारा गति बढाउने अघि वातावरण को अधिकतम माथि चढ्ने कारण हो।

यसलाई प्रयास गर्नुहोस्

पृथ्वीमा, अझै पनि कक्ष दिन्छ जुन सबैभन्दा ढिलो प्रक्षेपण गति फेला पार्नुहोस् । त्यसपछि चन्द्रमा र मंगलमा स्विच गर्नुहोस् । उत्तर किन फरक छ? पढाइमा सङ्ख्याहरूको विरुद्ध जाँच गर्नुहोस् ।

छिटो प्रश्न

3 छिटो प्रश्नहरू । तपाईँ सही हुनुहुन्छ भने हेर्न जवाफ रोज्नुहोस् ।

  1. यदि तपाईँले दुई वस्तु बीचको दूरी डबल गर्नुभयो भने, तिनीहरूबीचको गुरुत्वाकर्षण बल:

    1. A दुई गुणा बलियो
    2. B आधा जति बलियो
    3. C एक चौथाइ जति बलियो
    4. D परिवर्तन नगरिएको
    उत्तर देखाउनुहोस्

    C. एक चौथाइ जति बलियो गुरुत्वाकर्षणको नियम विपरीत वर्ग हुन्छ: 1/2² = 1/4।

  2. अन्तरराष्ट्रिय स्पेस स्टेशनमा खगोलविदहरू तैरन्छन् किनभने:

    1. A त्यहाँ अन्तरिक्षमा गुरुत्वाकर्षण छैन
    2. B तिनीहरूले स्टेशनसँगै पृथ्वी वरिपरि खस्दैछन्
    3. C स्टेशन पृथ्वीको वातावरण बाहिर छ
    4. D चन्द्रमाले तिनीहरूलाई माथि तान्छ
    उत्तर देखाउनुहोस्

    B. तिनीहरूले स्टेशनसँगै पृथ्वी वरिपरि खस्दैछन् यस जिल्लाको कुल क्षेत्रफलको लगभग 90% भाग वनले ओगटेको छ ।

  3. पृथ्वीको सतह भन्दा माथि वृत्ताकार कक्षा गति के हो (हावा उपेक्षा गरेर)?

    1. A लगभग 0.8 किलोमिटर/सेकेन्ड
    2. B लगभग 7.9 किलोमिटर/सेकेन्ड
    3. C 11.2 किलोमिटर/सेकेन्ड
    4. D करिब 30 किमी/सेकेन्ड
    उत्तर देखाउनुहोस्

    B. लगभग 7.9 किलोमिटर/सेकेन्ड v = √(GM/r) = √(398,600 / 6,371) ≈ 7.9 km/s. 11.2 km/s भाग्ने गति हो ।

समाप्त रेखा

  • अन्तरक्रियात्मकसँग खेलिएको
  • पाठ पढ्नुहोस्
  • चुनौती पूरा भयो
  • प्रश्नावली लिनुभयो

यो यन्त्रमा तपाईँको प्रगतिमा बचत गर्न पाठ पूरा भएको चिनो लगाउनुहोस् ।

यो पाठमा शब्दहरू

स्रोत

यो पाठ CC BY-SA 4.0 लाइसेन्स गरिएको छ ।

उपकरण र पाठहरू मात्र सिक्ने लागि सरलीकृत मोडेल प्रयोग गर्नुहोस्। तिनीहरूले नेभिगेसनको लागि प्रयोग गरिनु हुँदैन, मिशन योजना वा कुनै पनि सञ्चालन निर्णय। प्रमाणपत्रहरू निःशुल्क र गैर-अधिकृत छन्। शैक्षिक सामग्रीको खण्डन पढ्नुहोस्