Бүкіләлемдік тартылыс заңы, ғылыми жоба

Секция:                жаратылыстану – физика

Тақырыбы:         Бүкіләлемдік тартылыс заңы

Мазмұны

Кіріспе

1. Аспан денелерінің қозғалыстарын бақылау

2. Барлық заттардың жерге құлауын бақылау

3. Бүкіләлемдік тартылыс күшінің ашылуы және ашқан ғалым

4. Гравитациялық тұрақтысының маңыздылығы 

5. Бүкіләлемдік тартылыс заңын есептер шығару арқылы дәлелдеу

Кіріспе 

Зерттеу жұмысымның мақсаты:

• Бүкіләлемдік тартылыс заңы құбылысын зерттеу;
• Бүкіләлемдік тартылыс заңының ашылуын анықтау;
• Екі дененің арасындағы тартылыс күшін есептеу;

Бүкіләлемдік тартылыс заңы деген қағиданы білмей тұрып, менде мынадай сұрақ туындады?

1. Неге барлық заттар биіктіктен жерге құлайды?
2. Неге Ай үнемі Жерді айнала қозғалады?
3. Неге Жер және басқа ғаламшарлар үнемі Күнді айнала қозғалады?
4. Неге жоғары лақтырған заттар, тепкен доп жерге құлайды?

Осы сұрақтарға жауап іздеу барысында табиғатта ерекше тылсым құбылыс Ғаламдағы барлық денелер, заттар бір біріне тартылатынын көптеген материалдар жинақтай отырып білдім.

Бүкіләлемдік тартылыс құбылысын жер үстінде дәлелдеуге кірістім.

Ғылыми-зерттеу жұмысының құрылымы

Ғылыми зерттеу объекті:

Бүкіләлемдік тартылыс заңы

Ғылыми жобаға қолданылған зерттеу әдістерім:

1. Бақылау.

Барлық заттар биіктіктен жерге құлайды

Ай үнемі Жерді айнала қозғалады

Жер және басқа ғаламшарлар үнемі Күнді айнала қозғалады

Жоғары лақтырған заттар, тепкен доп жерге құлайды

2. Гипотеза. Осы әрекетті жүргізетін табиғатта бір кіш бар болуы мүмкін.
3. Теориялық зерттеу жүргізу.

Әдебиеттерді шолу, интернет ресурстарын қолдану

4. Эксперименттік іс-тәжірибе жүргізу.

Физикалық сараптау, зерттеу, анықтау, салыстыру, талдау, есептеу, дәлелдеу, нәтиже

5. Теориялық талдау.

Эксперименттен алынған дәлелдеме материалдарды жинақтап, ғылыми жұмыстың нәтижесін талдау.

Қорытынды. Ғаламдағы барлық денелердің арасында бір-бірін тартатын күш  – Бүкіләлемдік тартылыс күші бар екені анықталды. Ол құбылыс Бүкіләлемдік тартылыс заңына бағынады.

1. Аспан денелерінің қозғалыстарын бақылау

Айдың Жерді айнала қозғалуы.

Ай Жердің жасанды серігі. Мен ес білгеннен еш өзгеріс жоқ Ай Жерді айнала қозғалып жүреді. Ай туады, Ай толады. Ай біраз уақытқа дейін көрінбей кетеді. Жаратылыстану пәнінде Ай жерді шеңбер орбитасы бойымен қозғалады, және ол ешқашан Жерді тастап кетпейді деп түсіндім. Өйткені оны ұстап тұруға бір күштің бар екенін сеземін. Өйткені бір нәрсені қолыңда ұстып тұру үшін білек күші қажет емеспе? Сол сияқты оны да ұстап тұратын Жер тарапынан әсер ететін күш бар деп есептеймін. 

Жер және басқа ғаламшарлар үнемі Күнді айнала қозғалады?

Көптеген деректерден Барлық планеталар, Жермен қоса Күнді айнала қозғалады. Планеталар да ешқашан күнді айналмай қалған уақытын білмеймін. Кітаптардан, суреттерден, ақпараттан естіп, көргенімде Планеталар күнді айнала береді және ол ешқашан тоқтамайды, делінген. Жердегі ауа райының өзгерісі, жыл мезгілдерінің алмасу циклді тұрде жыл сайын қайталанып жүріледі. Мысалы: Көктем, жаз, күз, қыс. Сосын тағы да Көктем, жаз, күз, қыс. Міне осы құбылыс Жердің Күн төңірегінде айналуының әсері болып табылады. Бірақ осы ауа райының алмасуынан Күнді Жер тура шеңбер тәрізді емес, сопақша тәрізді (Эллипс) траекториямен айнала қозғалғандықтан. Күннен алыстай бастағанда күз, алыстағанда қыс болады. Күнге Жақындай бастағанда көктем, жақындағанда жаз болады. Соған байланысты ауа райы да өзгеріп тұрады.

Күн өз осін айналуының нәтижесінде ғаламшарларды өзін айналуға мәжбүр етеді. Жер өз осін айналумен Айды айналға мәжбүр етеді.

Егер Күн өз осін айналмаса планеталар мен Күннің тартылыс күші әрекетінен барлық планеталар Күнге барып тиер еді. Егер Жер өз осін айналмаса, Ай Жерге құлар еді. Сондықтан қозғалу барысында олар арақашықтықты сақтап тұр.

2. Барлық заттардың жерге құлауын бақылау. 

Кез келген бір затты биіктікте ұстап тұрып жібере салсақ, ол зат міндетті түрде Жерге құлайды. Ешқайда кетпейді, тұп тура Жерге түседі. Неге?

Допты жоғары қарай бар күшіңмен теуіп немесе лақтырып жіберсең ұшып барып, Жерге құлайды. Неге?

Осы сұраққа жауап іздеу барасында зерттеу жүргіздім. Сонда Барлық денелерді Жерге құлауға мәжбүр ететін бір тылсым күш бар екені айдан анық болды. Жоғары лақтырған зат аспанға ұшып кетпес үшін Жер өзіне қайтарып алатын күш, Құлаған дене қалықтап тұрып қалмай Жерге түсу үшін әсер ететін күш бар болып шықты.

Құстар, ұшақ, тікұшақ, шыбын т.б ұшатын техника және жәндіктер, жануарлардың ол күшті жеңіп, аспанда тепе-теңдікті сақтау үшін арналып жасалған қанаттары бар. Сондықтан олар жоғары көтеріле және ұша алады екен.

Жер барлық заттарды өзіне тартып тұратын тартылыс күшіне ие. Әрине Жер бетіндегі барлық заттар да Жерді тартады, бірақ олардың массалары Жерден қарағанда әлдеқайда кіші болғандықтан, тартылыс күші өте аз, сезілмейтін сияқты. Ал Жер өте алып болғандықтан барлық заттарды өзіне тартып, жабыстырып қойған. Бізді қоршаған орта, атмосферадан бастап, үйдегі заттарға дейін Жерге тартылып тұр. Жаратылыстану сабағында денелердің ауырлық күші ол денелердің Жерге тартылу күші деп оқығанбыз. Иә, расында Жердің тартылыс күшінің әрекетінен денелердің ауырлық күші пайда болады.

3. Бүкіләлемдік тартылыс күшінің ашылуы және ашқан ғалым

Мынандай аңыз бар.

Ньютон алма ағашының астында саялап отырғанда алма келіп басына құлайды. Сол мезетте оған ой келеді неге олар жерге құлайды? – деген.

1666 жылы Ньютон «Табиғаттағы барлық денелер бір-біріне тартылады» деп тұжырымдады. Осы тартылыс бағынатын заңды Ньютон  «Бүкіл әлемдік тартылыс заңы» деп атаған. Осы заң бойынша, екі дененің бір-біріне тартылатын күші осы денелердің массаларына тура пропорционал, ал олардың ара қашықтығының квадратына кері пропорционал болады.

И. Ньютонның Бүкіл әлемдік тартылыс заңын 1666 ж. шыққан “Натурал философияның математикалық негіздері” деген еңбегінде баяндалған.

Бұл заң былай тұжырымдалады: кез келген материялық екі бөлшек бір-біріне өздерінің массаларының (m1, m2) көбейтіндісіне тура пропорционал, ал ара қашықтығының квадратына (r2) кері пропорционал күшпен (F) тартылады: , мұндағы G — гравитациялық тұрақты.

4. Гравитациялық тұрақтысының маңыздылығы

Генри Кавендиш

Гравитациялық тұрақтының (G) сан мәнін 1798 ж. ағылшын ғалымы Г.Кавендиш анықтаған. Гравитациялық тұрақты   тең.

Тәжірибеде Кавендиш массалары 1 кг екі дене 1 метр қашықтықта орналасса:   күшпен тартылады деп дәлелдеді.

Әрине бұл өте аз шама, Біз де заттармен , адамдармен, көліктермен бір-бірімізге тартыламыз, бірақ ол күштің әсері аз болғандықтан оны біз сезе алмаймыз.

Бұл тұрақты шама бүкіл аспан денелері, Жер, Ай, Күн, денелер үшін тұрақты шама болып табылады.

Генри Кавендиштің негiзгi еңбектерi газдар химиясы мен эксперименттік физиканың әр түрлi салаларына арналған. Газдарды жинау, тазалау және оны зерттеу әдістерін жасады. Таза күйіндегі сутек пен көмірқышқыл газын алды және олардың меншiктi салмағын т. б. қасиеттерін анықтады (1766). Кавендиштің жылу және электр. саласы бойынша жүргiзген бiраз зерттеулерi, оның өзi қайтыс болғаннан кейін, көптеген жылдан соң (мыс., электр саласындағы зерттеулерi 1879 жылы, ал еңбектерінің толық жинағы 1921 жылы) жарияланды. 1871 жылы Кембридж университетiнде ұйымдастырылған физ. лаборатория Кавендиш есімімен (қ. Кавендиш лабораториясы) аталды.

Генри Кавендиш (ағылш. Henry Cavendish; (10 қараша 1731, Ницца — 24 ақпан 1810, Лондон) — ағылшын физигi және химигі, Лондон корольдық қоғамының мүшеci (1760). Кембридж университетін бiтiрген (1753).

5. Бүкіләлемдік тартылыс заңын есептер шығару арқылы дәлелдеу.

Бүкіләлемдік тартылыс заңын формуланы пайдаланып, есептеп шығарып, ол аса ауыр денелер арасында өте күшті, кішкентай массалары жеңіл денелер арасында аз болатынын дәлелдейік.

Мысалы:

1. Есеп

Ердостың массасы 35 кг, Нұрдостың массасы 35 кг, олар 1 метр қашықтықта тұрған болса, олардың арасындағы тартылыс күшін есепте?

2. Есеп

Ай мен Жердің арасындағы тартылыс күшін мәліметтер бойынша есептейік. M_А=  кг,  M_Ж=  кг , олар 384000 км қашықтықта тұрған болса, олардың арасындағы тартылыс күшін есептейік?

Қорытынды

Дәлелдемелерге мен жинаған деректерді зертей келе мынадай қорытынды жасадым.

Табиғаттағы барлық денелер бір-біріне тартылады. Осы тартылыс бағынатын заңды Ньютон анықтап, бүкіл әлемдік тартылыс заңы деп аталған. Осы заң бойынша, екі дененің бір-біріне тартылатын күші осы денелердің массаларына тура пропорционал, ал олардың ара қашықтығының квадратына кері пропорционал болады:

Табиғаттағы көптеген құбылыстар бүкіләлемдік тартылыс күшімен түсіндіріледі. 1.Күн жүйесіндегі ғаламшарлар қозғалысы,

2. Жердің жасанды серігінің қозғалыстары,

3.баллистикалық зымырандардың ұшу траекториясы

4. Жерге жақын денелердің қозғалысы,

5.Денелердің жерге құлауы,

6.Тасу және қайту,

7.Сарқырамалар,

8.Қол сөмкесінің ауырлығы.

9.Жер атмосферасының болуы т.б құбылыстар динамика заңдарымен және бүкіләлемдік тартылыс заңы арқылы түсіндіріледі.

Денелер арасындағы қашықтық артқан айын тартылыс күші азаяды, жақындаған сайын тартылыс күші артады және де массалары ауыр болған сайын тартылыс күші артады, массалар аз болған сайын тартылыс күші аз болады.