اختصاصی از
فی بوو دانلود مقاله نیروی جاذبه زمین دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
مشخصات این فایل
عنوان: نیروی جاذبه زمین
فرمت فایل: word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 84
این مقاله درمورد نیروی جاذبه زمین می باشد.
بخشی از تیترها به همراه مختصری از توضیحات هر تیتر از مقاله نیروی جاذبه زمین
مدل زمین مرکزی
- ارسطو (322- 384 ق.م)
آکادمی افلاطون در قرن چهارم قبل از میلاد در آتن تأسیس شد و یکی از مشهورترین شاگردان این مکتب ارسطو بود . ارسطو که به برترین و با نفوذترین فیلسوف عصر خود تبدیل شد و سمت مربیگری اسکندر مقدونی را یافت، این ایده را قویاً تثبیت کرد که زمین کروی مرکزعالم است و در این موضع بی حرکت ایستاده است و خورشید و ماه و سیارات در مدارهایی به دور آن در حرکتند. وی معتقد بود به هنگام گرفتگی ماه ، زمین بر ماه سایه افکنده است و از آنجا که این سایه همواره دایر وی است، زمین باید یک کره – یا دست کم نزدیک به یک کره بوده باشد.
ارسطو معتقد بود که جهان طبعاً جهانی است که منشأ الهی داشته، از بالاترین حد کمال برخوردار است و از این طریق می باید ممتاز باشد. از این رو در نظر ارسطو بدیهی می نمود که جسم های آسمانی کره های کامل بوده و فقط روی دایره ها، یعنی روی کاملترین شکل منحنیها، تحت یک نظام بدون نقص دوران می کرده اند چه آنکه کره « کاملترین» صورت اجسام بوده و زمین نیز تقریباً کروی می نموده است.
- بطلمیوس (90- 160 م)
توضیح حرکت سیارات منجمان دوره باستان را با دشواریهای بزرگ مواجه می کرد. حرکت سیارات در آسمان در واقع مانند حرکت خورشید و ماه تقریباً یکنواخت نیست ، بلکه گاهی تندتر و زمانی کندتر انجام می شود. گاهی نیز پیش می آید که این حرکات حتی (بازگشتی) است به طوری که مدار سیارات در آسمان را به صورت منحنی های پیچیده و حلقوی نمایش می دهد.
اینک چنین وضعی با طرح جا افتاده ارسطو که بر حرکات دایره ای اینک بطلمیوس در برابر این مشکل یک نبوغ فکری به کار بست و حرکت غیر یکنواخت سیارات را با آموزش ارسطوی مبتنی بر حرکات دایره ای یکنواخت هماهنگ ساخت.
به عقیده بطلمیوس سیاره محیط یک دایره کوچک موسوم به اپی سیکل یا دایره مسیر را دور می زند، و مرکز این دایره کوچک خود در عین حال بر یک دایره بزرگ، موسوم به راهبر( Deferent ) قرارمی گـیرد و گرد زمین ساکن حرکت می کند، چنانچه جهت حرکت سیاره بر دایره مسیر با جهت دایره مسـیر بر راهبر موافق باشد، این دو حرکت در مجموع تقویت می شوند، و حرکت سیاره تندتر می نماید.
اما اگر حرکت سیاره بر دایره مسیر خلاف جهت حرکت دایره مسیر بر راهبر باشد، چنین جلوه می کند که سیاره در آسمان به عقب بر می گردد. و بدین نحو حرکت حلقوی غیر یکنواخت ...(ادامه دارد)
اندازه گیری G
آزمایش کاوندیش:
نیوتن که در قانون جهانی جاذبه خود G را ثابت جهانی جاذبه معرفی نمود به دو دلیل برای تعیین ثابت تناسب ،G، اهمیتی نداد.
اول آنکه یک واحد یکپارچه در آن زمان در مورد جرم مورد استفاده قرار نمی گرفت، دوم آن که او تشخیص داد که چون جاذبه وزنی بین دو جسمی که وزن شان قابل اندازه گیری است، خیلی ضعیف است و با جاذبه به سمت مرکز زمین همپوشانی می کند، بنابراین اندازه گیری G غیرعملی بود.
به دور از بدبینی نیوتن در نیمه قرن هجدهم، چند دانشمند تلاش نمودند تا وزن زمین را با مشاهده نیروی وزن یک جسم آزمایشی از بالای یک کوه بزرگ بدست آورند. به هر حال این تلاش ها به خاطر اطلاعات نا کامل از ترکیبات و دانسیته صخره های تشکیل دهنده کوه، با شکست مواجه شد. هنری کاوندیش در یک نامه در سال 1783 به یکی از دوستانش به نام ژان میشل امکان وزن کردن زمین را با انجام یک آزمایش اعلام نمود که با توجه به علاقه اش به ساختمان داخلی زمین بود.
با استفاده از یک نظریه از دانشمند فرانسوی به نام کلمب که نیروی الکتریکی را میان دو کره فلزی باردار را، تحقیق نمود، میشل با استفاده از یک ترازوی پیچش با آشکارکردن جاذبه وزنی کوچک میان دوکره فلزی یک وسیله مناسب را در این مورد ساخت او در سال 1793 قبل ازآنکه با وسیله اش آزمایش کند، درگذشت.
ابزار او بالاخره در منزل و آزمایشگاه کاوندیش بعد از بازسازی مجدد به کارنمود. ترازوی وی شامل یک میله چوبی 6 فوتی است که به وسیله رشته های فلزی آویزان بوده و همواره با دو کره سربی به قطر دو اینچ در دو سرمیله است. این مجموعه به وسیله دو کره سربی 350 پوندی جذب شده بودند که در شکل زیرمشاهده می شود.
او شروع به وزن کردن دنیا در سال 1797 در سن 67 سالگی نمود و نتایج آن را در سال 1798 بیان نمود که دانسیته متوسط زمین،48/5 برابر آب است. کار وی با چنان دقتی انجام شد که تا پایان قرن بهبود نیافت. مقادیر مدرن برای دانسیته زمین5.52 برابر آب است. ...(ادامه دارد)
مشکلات قانون گرانش
مهمترین مشکل قوانین نیوتن در قانون جهانی گرانش وی بود و خود نیوتن نیز متوجه آن شده بود. نیوتن دریافت که بر اثر قانون گرانش او، ستارگان باید یکدیگر را جذب کنند بنابراین اصلاً به نظر نمی رسد که ساکن باشند. نیوتن در سال 1692 طی نامه ای به ریچاردبتنلی نوشت
"که اگر تعداد ستارگان جهان بینهایت نباشد، و این ستارگان در ناحیه ای از فضا پراکنده باشند، همگی به یکدیگر بر خورد خواهند کرد.
اما اگر تعداد نا محدودی ستاره در فضای بیکران به طور کمابیش یکسان پراکنده باشند، نقطه مرکزی در کار نخواهد بود تا همه بسوی آن کشیده شوند و بنابراین جهان در هم نخواهد ریخت. "این برداشت نیز با یک مشکل اساسی مواجه شد. بنظر سیلیجر طبق نظریه نیوتن تعداد خطوط نیرو که از بی نهایت آمده و به یک جسم می رسد با جرم آن متناسب است. حال اگر جهان نامتناهی باشد و همه اجسام با جسم مزبور در کنش متقابل باشند، شدت جاذبه وارد بر آن بینهایت خواهد شد.
مشکل بعدی قانون گرانش نیوتن این است که طبق این قانون یک جسم به طورنامحدود می تواند سایر اجسام را جذب کرده ورشد کند، یعنی جرم یک جسم می تواند تا بینهایت افزایش یابد. این نیز با تجربه تطبیق نمی کند، زیرا وجود جسمی با جرم بینهایت مشاهده نشده است.
مشکل بعدی قوانین نیوتن در مورد دستگاه مرجع مطلق بود. همچنان که می دانیم حرکت یک جسم نسبی است، وقتی سخن از جسم در حال حرکت است، نخست باید دید نسبت به چه جسمی یا در واقع در کدام چارچوب در حرکت است.
دستگاه های مقایسه ای در فیزیک دارای اهمیت بسیاری هستند. قوانین نیوتن نسبت به دستگاه مرجع مطلق مطرح شده بود. یعنی در جهان یک چارچوب مرجع مطلق وجود داشت که حرکت ...(ادامه دارد)
هاوکینگ
ذرات مادی را که همگی می شناسیم، پرتون ها و نوترون ها در هسته اتم و الکترون ها که به دور هسته می چرخند. ذرات مادی اتم را به نام کلی فرمیون ها می شناسیم. فرمیون ها یک سیستم پیام رسانی دارند که بین آن ذرات رد وبدل شده و به راه های معینی موجب ایجاد تاثیر و در نتیجه تغییر در آن ها می شود. این سرویس ها را نیرو می نامیم. ذراتی وجود دارد که این پیام ها را بین فرمیون ها و در برخی موارد حتی بین خود ردوبدل می کنند. این ذرات پیام رسان به طور مشخص بوزون نامیده می شوند. پس هر ذره ای که در جهان وجود دارد یا فرمیون است یا بوزون.
گفتیم که سرویس های پیام رسان چهارگانه نیرو نامیده می شوند یکی از این نیروها گرانش است. نیروی گرانش را که ما را روی زمین نگه می دارد، می توانیم مثل پیامی در نظر بگیریم. حامل این پیام نوعی بوزون است که گراویتون نامیده می شود. گراویتون ها حامل پیامی بین ذرات اتم های بدن ما و ذرات اتم های زمین هستند و به ذرات مذکور می گویند که به هم نزدیک شوند.
• نظریه ها
نظریه نسبیت عام انیشتین نظریه ای درباره جرم های آسمانی بزرگ مثل ستارگان، سیارات و کهکشانهاست که برای توضیح گرانش در این سطوح بسیار خوب است.
مکانیک کوانتومی نظریه ای است که نیروهای طبیعت را مانند پیام های می داند که بین فرمیون ها رد وبدل می شوند. این نظریه اصل ناامید کننده ای را نیز که اصل عدم قطعیت نام دارد دربر می گیرد. بنابراین اصل ما هیچ گاه نمی توانیم همزمان مکان و سرعت (تندی و جهت حرکت) یک ذره را با دقت بدانیم. با وجود این مسئله مکانیک کوانتومی در توضیح اشیاء، در سطوح بسیار ریز خیلی موفق بوده است.
یک راه برای ترکیب این دو نظریه بزرگ قرن بیستم در یک نظریه واحد آن است که گرانش را همانطور که در مورد نیروهای دیگر باموفقیت به آن عمل می کنیم، مانند پیام ذرات در نظر بگیریم. یک راه دیگر بازنگری نظریه نسبیت عام انیشتین در پرتو عدم قطعیت است.
اما اگر نیروی گرانش را مانند پیام بین ذرات در نظر بگیریم، با مشکلاتی مواجه می شویم. قبلاً دیدیم که ما می توانیم نیرویی که ما را روی زمین نگه می دارد، مثل تبادل گراویتون ها (همان پیام رسان های گرانش) بین ذرات بدن خود و ذراتی که کره زمین را تشکیل می دهند در نظر بگیریم. در این صورت نیروی گرانشی با روش مکانیک کوانتومی بیان می شود. اماچون همه گراویتو نها خود رد وبدل می شوند حل این مساله از نظر ریاضی معنایی ندارند. نظریه های علم فیزیک واقعاً
نمی توانند با این بینهایت ها سـروکار داشته باشند. آن ها اگر در نظریه های دیگر یافت شوند، تئوریسین ها به روشی که آن را رتیرمالیزیشین یا بازهنجارش می نامند، متوسل می شوند. ریچاردفاینمن در این باره می گوید: این کلمه هر چقدر زیرکانه باشد، باز من آن را یک روش دیوانه وارمی نامم. خود او هنگامیکه روی نظریه اش در مورد نیروی الکترومغناطیسی کار می کرد، از این روش سود جست. استفاده از روش بهنجارش در مورد نیروی الکترومغناطیسی کارساز است ولی در مورد گرانش این روش موفق نبوده. بی نهایت ها در مورد نیروی گرانش از جهتی بدتر از بی نهایت های نیروی الکترومغناطیسی هستند و حذفشان ...(ادامه دارد)
قوانین حرکت اجرام آسمانی
• قوانین کپلر
در اوایل قرن هفدهم، پیش از آنکه نیوتن قوانین حرکت خود را کشف کند، کپلر سه قانون زیر را در مورد حرکت سیارات اعلام کرد. کپلر این قوانین را از رصد دقیق و پردامنه ای که تیکوبراهه از حرکت سیارات انجام داده بود، استنتاج کرد .
1- سیاره ها در مدارهای بیضی شکل حرکت می کنند که خورشید در یکی از کانونهای آن قرار دارد.
این قانون را می توان با در نظر گرفتن معادله مسیر حرکت ذره ای که تحت تاثیر میدان گرانشی حاصل از یک ذره دیگر حرکت می کند، تشریح کرد. در این حالت با احر از شرایط خاصی مسیر حرکت ذره یک مسیر بیضوی خواهد بود. کپلر با مشاهده مدار بیضوی مریخ به این نتیجه رسید که مسیرحرکت سیارات بیضوی خواهد بود. زمین یک مدار بسته را حول خورشید طی می کند .
در دو نقطه روی این مدار زمین و سیارات بیشترین و کمترین فاصله را نسبت به خورشید خواهند داشت که به ترتیب آنها را نقطه اوج و حضیض می نامند.
مثلا در نقطه حضیض، فاصله زمین تا خورشید حدود 147 میلیون کیلومتر است و زمان آن زمستان نیم کره شمالی و اول تابستان نیم کره جنوبی است. (با اول دی ماه مصادف است) در نقطه اوج فاصله زمین تا خورشید حدود 152 میلیون کیلومتر است که با اوایل تابستان نیم کره شمالی و آغاز زمستان نیم کره جنوبی مصادف است و در حقیقت زمین در تابستان نیم کره شمالی بیشترین فاصله (اوج) و در زمستان نیمکره شمالی نزدیک ترین فاصله (حضیض) نسبت به خورشید را خواهند داشت.
2- سطح جاروب شده توسط بردار شعاعی که از خورشید تا سیارات رسم می گردد، در زمانهای مساوی برابراست. این قانون نتیجه ای از قانون بقای اندازه حرکت زاویه ای است. این قانون نشان میدهد که نیروی وارد بر سیارات نیروی مرکزی ا ست. همانگونه که قانون اول از این حقیقت که نیروی وارد بر سیارات با عکس مربع فاصله متناسب است، حاصل شده بود .
3- مربع زمان تناوب چرخش سیارات به دور خورشید با مکعب نصف محور بزرگتر بیضی متناسب است قانون سوم از این حقیقت ناشی می شود که نیروی گرانشی وارد بر هر ذره با جرم آن ذره متناسب است با استفاده از این قانون می توان جرم خورشید را محاسبه کرد. با استفاده از این
قانون دانشمندان توانسته اند جرم پنج سیاره را که جرمشان به مراتب کمتراست، را تعیین کنند ....(ادامه دارد)
بخشی از فهرست مطالب مقاله نیروی جاذبه زمین
مقدمه
تصورات اولیه درباره عالم
1-1 مدل زمین مرکزی
- بطلمیوس (90- 160 م)
نتیجه عالم بطلمیوسی یا زمین مرکزی
مدل خورشید مرکزی
- تیکو براهه
نتیجه عالم کوپرنیکی یا خورشید مرکزی
یوهانس کپلر (1571- 1630)
گالیله ( 1564-1642)
-1 ایزاک نیوتن
پیش زمینه تاریخی قانون جهانی گرانش نیوتن
3 قانون اول نیوتن
- قانون سوم نیوتن
دستگاه مقایسه ای مطلق اتر
5 گرانش
گرانش را میتوان درسه قلمرومطالعه کرد:
قانون جهانی گرانش
وزن ونیروی گرانش
شرح آزمایش کاوندیش
اهرم نوری
روش کار
9 گرانش و لـختی
رابطه جرم گرانشی و جرم لختی
گرانش ازدیدگاه سی.پی.اچ.
12 مشکلات قانون گرانش
نور و گرانش، اثر متقابل فوتون و گراویتون
تاریخ مختصر نسبیت
نظریه نسبیت خاص
ویژگیهای اصلی نسبیت خاص
نسبیت عام و فضا – زمان
چرا یک کیهان شناس باید گرانش را مطالعه کند؟
روش استقرایی و دیفرانسیلی
مشکلات قوانین نیوتون
10نسبیت خاص
نسبیت عام
نظریه سی.پی.اچ.
13 چهار نیروی بنیادی
نیروی قوی هسته ای (نیروی پر قدرت کوارک)
اشکالات امواج گرانشی در نسبیت عام
نگاهی جامع به سیارات
سیاره های منظومه شمسی و مشخصات آنها
مکا نیک سماوی
قوانین حرکت اجرام آسمانی
فهرست منابع:
دانلود با لینک مستقیم
دانلود مقاله نیروی جاذبه زمین 
