Бу дарс Local Solar System Foundation жамоаси аъзоси томонидан ёзилган ва малакали кўриб чиқувчи томонидан яхшиланиши мумкин. Сиз бу мавзуда малакалисизми?
Ньютоннинг снарядлари
Барча саҳифани очишБу нима? Исаак Ньютон тоғ устидаги снарядни тасаввур қилган, у осмондан кўтарилиб чиқади. Тўпни секин отинг ва у яна тушиб кетади. Уни тезроқ отинг ва ер унинг остида қулаб тушганидек тезда эгилади, шунинг учун у ҳеч қачон тушмайди. Бу орбитадир.
Уни қандай ишлатиш керак: Слайдер ёки тезлик тугмаси билан отиш тезлигини белгиланг, сўнгра ўт очишни босинг. Аввалги отишлар экранда қолади, шунинг учун уларни солиштира оласиз.
Бу қанчалик тез?
- Сизнинг зарбангиз
- Реактив самолёт, 900 км/соат (0.25 км/с)
- Ракетка ўқлари, тахминан 1 км/с
- Орбита тезлиги
- Тезлик
Тоғ ҳар қандай реалдан анча баланд чизилган, шунинг учун уни кўришингиз мумкин. Ҳаво қаршилиги эътиборга олинмайди.
Буни синаб кўринг
- "Jet airliner" тугмасини босинг ва отиш, кейин "Rifle bullet"ни босинг ва отиш.Эътибор: Ҳар иккаласи ҳам бир вақтда тушади. Ҳатто энг тез ҳаракатланувчи нарсалар ҳам орбитага чиқиш учун етарлича тез эмас.
- "Оrbit speed" тугмасини босинг ва отиш.Эътибор: Тўп бутун йўлни айланиб, тўпга қайтади. У доимо тушиб туради, лекин ердан узоқлашиб кетаверади. Бунинг натижасида Халқаро космик станция баландда туради.
- Оrbita тезлигидан бир оз секинроқ отиш, кейин бироз тезроқ.Эътибор: Яқинроқ: у пастга бурилади ва айланма йўлнинг бир қисмини босиб ўтади. Яқинроқ: доира узоқроқга силжийдиган ва қайтадиган узун овал шаклига айланади.
- "Escape speed" тугмасини босинг ва отиш, сўнгра сайёрани ойга алмаштиринг.Эътибор: Уни қутқариш тезлигида тўп кетади ва ҳеч қачон қайтмайди. Ойнинг орбита тезлиги унинг заифроқ гравитацион кучи туфайли атиги 1,6 км/с атрофида бўлади.
Унинг ортидаги ғоялар
Нима учун айланаётган тўп қулаб тушмайди?
У ҳар доим тушади. Ер юзаси ҳар 8 километр юрганингизда 5 метрга қиялашади, ва сиз ташлаган нарса биринчи сония ичида 5 метрга тушади. Демак, секундига 8 км тезликда ён томонга ҳаракатланаётган тўп ҳар сония 5 метрга тушади, ер эса 5 метрга тушади. У ҳеч қачон ердан узоқлашмайди.
Нима учун бундай баланд тоғ?
Ерда бу ерда жойлашган тоғнинг баландлиги 510 км (Ер радиусининг 8%и), халқаро космик станциядан юқорироқ (400 км) бўлиб, тўп ҳаво устидан учади. Ҳавода ҳаракатланиш тўпни орбита тезлигига етишидан олдин секинлаштиради ва иситади. Шунинг учун ҳам ҳақиқий ракеталар аввал ҳаводан кўтарилиб, кейин ён томонга тезлашади.
Манба: NASA/JPL (bodies.json) дан сайёра массалари ва ўлчами; йўллар иккита жисмнинг аниқ орбиталаридир. Ҳар кунги тезликлар оддий тўртбурчак рақамлардир: реактив самолётлар соатига 900 км тезликда учади, пулемёт ўқлари эса 0.7-1.2 км/с тезликда отилади, тезроқ ўқ учун 1 км/с тезликда.
Ернинг гравитацион кучи ҳамма нарсани ўзига тортади, шунинг учун ҳам бу нарсалар қулаб тушади.
Луғатда кўпроқ →Бу йўли бирор нарсанинг сайёра ёки юлдуз атрофида айланиб юриши, лекин унга ҳеч қачон урмаслиги, чунки у етарлича тез ҳаракатланмоқда.
Луғатда кўпроқ →Бу сиз белгиланган баландликда сайёрани айланиб ўтиш учун унинг ичига тушмасдан ёки ундан узоқлашмасдан бурилиш тезлигидир. У Ер ҳавоси устида тахминан 7,8 км/с.
Луғатда кўпроқ →Планетани яхшиликча тарк этиш учун керак бўлган тезлик, ҳеч қачон қайтиб келмаслик. Ер юзасидан у ҳавони ҳисобга олмай 11.2 км/с га тенг.
Луғатда кўпроқ →Югураётган объектга ҳаво босиб уни секинлаштиради. Бу асбоб буни эътиборсиз қолдиради; шу даражада тез отилган ҳақиқий снаряд ҳаво томонидан тўхтаб қолади ва ёниб кетади.
Маълумотлар жадвали (матнли алтернатива)
Тўрақўрғон тезлигидан секинроқ: у ортга тушади. Тўрақўрғон ва қочишга уриниш тезлиги ўртасида: у орбитага чиқади. Қочишга уриниш тезлигида ёки ундан юқорида: у яхшиликча кетади.
| Сайёра | Бу ерда айланма орбита тезлиги | Бу ерда тезликни пасайтириш |
|---|---|---|
| Yer | 7,61 km/s | 10,8 km/s |
| Oy | 1,62 km/s | 2,29 km/s |
| Mars | 3,42 km/s | 4,84 km/s |
(Аллоҳ таоло осмонлару ерни яратгандан сўнг, уларни Ўзининг хоҳишига биноан бир-бирига боғлаб турган ягона жисм–Қуръонни нозил қилди. Қуръони Карим Аллоҳнинг иродаси билан нозил бўлган. Исаак Ньютоннинг буюк фикри, бир қонун ҳаммасини баён қилади деган эди. Бу ерда сиз унинг тўпини отиб, нима учунлигини билиб оласиз.

Ой доимо Ер томонга тушиб туради. У фақат йўқолиб бораверади.
Кўриб чиқ
Топни ташланг ва у тушади. Уни ён томонга ташла, ҳали ҳам тушади ва узоқ жойга тушади. Исаак Ньютон оддий савол берган: агар сиз уни ҳақиқий тезликда отсангиз нима бўлади?
Ҳаво устида, жуда баланд тоғнинг тепасида турган тўпни тасаввур қилинг. Қурол ўқларини секин отинг, у пастга бурилиб, ерга урилади. Уни тезроқ отиб юбор, у узоқроқга қўнади. Ер айлана бўлгани учун, ер тўп остида эгри бўлиб қолади. Тўғри тезликда, ер тўп тушган тезлик билан бурилиб кетади. Топ тушиб туради, лекин ҳеч қачон қўнмайди. У орбитада.
Юқоридаги снаряд билан синовдан ўтказинг. Яқинлашиб, кейин тезлашинг:
- Чақирув жуда секин: у ортга қайтмоқда (қизил).
- Яхши: у бутун йўл бўйлаб кетади (яшил).
- Кўп тезроқ: у қочиб кетади ва ҳеч қачон қайтмайди (сариқ).
Шунинг учун ҳам астронавтлар сузиб юришади. Улар гравитациядан ташқарида эмаслар. Улар ва уларнинг кемалари ер юзида бирлашиб қулаб тушмоқдалар.
Туғри тушундим
Ньютоннинг универсал гравитацион қонунига кўра ҳар бир масса бошқа массаларни тортади:
F = G · M · m / r²
- Буни Аллоҳ таоло Ўзининг қудрати ила қилди. У Зот осмонлару ерни яратган ва ҳар бир нарсага қодирдир.
- Бу ерда, G гравитацион доимийдир: 6.674 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻².
У иккита фикрни ўз ичига олади:
- Оғир нарсалар кучлироқ тортади. Икки марта масса, икки марта куч.
- Масофа уни тез заифлаштиради. Мақсадга икки марта яқинлашсангиз куч бир четига тушади. Бу инверс квадрат қонунидир.
Бундай бўлиши, Қуръони Каримда «Аллоҳнинг изни билан» деган жумланинг маъноси очиқ-ойдин баён қилингани учундир.) Ер учун, у юзадаги 9.8 m/s² дан беради. Халқаро космик станциянинг баландлигида (тахминан 420 км), r фақатгина 7% каттароқ, шунинг учун гравитация ҳали ҳам 88% кучли.
Чап ва ўнг томонлар учун, траекторияни айлантириб туриш учун гравитациянинг тўғри тортиши керак:
v_circular = √(GM / r)
Ер юзи устида эса, бу тезлик 7,9 км/с. Бу ўқдан ҳам тезроқ: соатига тахминан 28,000 км.
Бошловчи
Биз амалда G ва M ҳарфларини деярли ҳеч қачон алоҳида-алоҳида ишлатмадик. Уларнинг ҳосили μ = GM, гравитацион параметр, тўғридан-тўғри ва ойлар ва космик кемаларнинг ҳаракатидан анча аниқроқ ўлчанган. Ер учун μ = 398,600.4355 км³ с⁻², миллиарддан бир неча қисмга маълум, G ўзи эса миллиондан фақатгина 22 қисмига маълум (CODATA 2018). (Аллоҳ таоло Қуръони Каримда ер юзидаги барча нарсаларни яратган Зот эканини, у ерда тирик жонзотлар ва ўлик жонзотлар борлигини баён қилмоқда.)
Канон асбоби иккита жисм муаммоси учун ҳаракатни аниқ ҳал қилади. v тезликда r₀ радиусдан горизонтал йўлга қўйиш h = r₀v бурчакли момент ва коник орбитани беради:
r(ν) = p / (1 + e cos ν), p = h² / μ, e = |p / r₀ − 1|
бу ерда ν - перипсисдан бурчак. Агар v айланма тезликдан паст бўлса, отиш нуқтаси апоапс ва йўл ичига тушади; агар у ҳам юзадан пастга тушса, тўп ерга урилади. At √(μ/r₀) the orbit is a circle (e = 0). At √(2μ/r₀) it becomes a parabola (e = 1) and the ball escapes.
Бундай ҳолатда, яъни, Қуръони Каримнинг оятлари бир-бирига жуда яқин келганида, Қуръонни ўқиётган одамнинг қалбида Аллоҳ таолодан қўрқув пайдо бўлади. Чунки, бу ҳолатда инсон ўз ақлини ишлатиб, Қуръондаги оятларни тушуниб етмайди ва уларни қабул қилолмайди.
Синаб кўриш
Ерда, ҳали ҳам орбита берадиган энг секин учириш тезлигини топинг. Сўнгра Ой ва Марсга ўтинг. Нега жавоблар бундай фарқ қилади? Ўқишдаги рақамларга қараб текширинг.
Бу жуда яхши, машаққатли нарсалар ўқиш учун энг яхши йўлдир.
Қисқа савол
3 тез саволлар. Сиз тўғри жавоб берганингизни кўриш учун жавоб танланг.
-
Агар иккита объект орасидаги масофани икки баробарга оширсангиз, улар ўртасидаги гравитацион куч:
- A Икки марта кучли
- B Ярми кучли
- C Бир ярим кучли
- D Ўғирланмаган
Жавобни кўрсатиш
C. Бир ярим кучли Гравитация тескари квадрат қонунига кўра ишлайди: 1/2² = 1/4.
-
Халқаро космик станциядаги астронавтлар қуйидаги сабабларга кўра сузиб юришади:
- A Космосда гравитация йўқ
- B Улар станция билан бирга Ер атрофида тушиб кетмоқдалар
- C Станция Ер атмосфераси ташқарисида
- D Ой уларни эргаштириб келур.
Жавобни кўрсатиш
B. Улар станция билан бирга Ер атрофида тушиб кетмоқдалар Станциянинг баландлигида гравитацион куч ҳали ҳам унинг юза қийматининг 90% ни ташкил қилади.
-
Ер юзаси устидаги айланма орбита тезлиги қанча (ҳавони эътиборга олмай)?
- A Тахминан 0.8 км/с
- B Тахминан 7.9 км/с
- C Тахминан 11.2 км/с
- D Тахминан 30 км/с
Жавобни кўрсатиш
B. Тахминан 7.9 км/с v = √(GM/r) = √(398,600 / 6,371) ≈ 7.9 км/с. 11.2 км/с қочиш тезлигидир.
Сўнгги сатр
- Интерактив билан ўйналган
- Ўқув материалини ўқиш
- Даъвогарлик қилди
- Тест топширилди
Ўқув машғулотини тугалланган деб белгилаш билан уни бу қурилмадаги ютуқларингизга сақлаб қоласиз.
Ўқув тугатилди. Жуда яхши!
Кейингига Кеплер қонунлариУшбу дарсдаги сўзлар
Манбалар
- NASA JPL, Basics of Space Flight, Chapter 3: Gravity and Mechanics
- I. Newton, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687), Book III; the cannon thought experiment is in 'A Treatise of the System of the World' (1728)
- CODATA 2018 value of the Newtonian constant of gravitation (NIST)
- JPL SSD: astrodynamic parameters (GM values)
- NASA NSSDCA Planetary Fact Sheet
Ушбу дарс CC BY-SA 4.0 лицензияси остида.