FISIKA

Newton-en grabitazio unibertsalaren legea

Garai kopernikarrean bildutako zeruko gorputzen astronomiari eta mekanikari buruzko ikerketetan eta jakintzetan, Ingalaterrako Isaak Newtonek objektuen eta sistema materialen mugimenduari eta grabitazioari buruzko teoria orokorra egin zuen. Oinarrizko printzipioetan, teoria horrek indarrean jarraitzen du fisika modernoan, mekanika kuantikoaren eta errelatibistaren ekarpenek zehaztua izan arren.

Elkarrekintza grabitatorioa

Zeruko gorputzen eta planeten mugimenduen natura azaltzeko, Ingalaterrako Isaak Newton (1642-1727) zientzialariak eta pentsatzaileak ezarri zuen gorputz material masadun guztiek elkarrekintza grabitatorio izeneko fenomeno bati esker sortutako erakarpen-indarrak elkarri eragiten dietela.

Indar grabitatorioek, Eguzkiaren eta Lurraren artean gertatutakoak, adibidez, honako ezaugarri hauek dituzte:

  • Indarraren norabidea parte hartzen duten bi gorputzak (sortzen duena eta jasotzen duena) lotzen dituen zuzenarena da.
  • Indarraren zentzua elkarrekintza grabitatorioa sortzen duen masara abiatzen da.
  • Modulua elkarrekintza grabitatorioan parte hartzen duten masen zuzenki proportzionala eta aldentzen dituen distantziaren karratuaren alderantziz proportzionala da.
  • Elkarrekintza grabitatorioari esker sortzen diren indarrak erakargarriak izaten dira beti.

Bi karga puntukarien artean ezarritako elkarrenganako indar grabitatorioak.

Grabitazio unibertsalaren legea

Keplerrek mugimendu planetarioei buruz (20 gaia ikusi) egindako lanak oinarritzat hartuta, elkarrekintza grabitatorioen natura azaldu zuen Isaak Newtonek, elkarrekintza horiek sortzen duten indarraren balorea adierazten duen formula honetan:

Adierazpen horretan, grabitazio unibertsalaren legea bezala ezaguturik, F grabitazio-indarra da; m1 eta m2, elkarrekintza grabitatorioan parte hartzen duten masak; r, elkarrengandik aldentzen duen distantzia; eta, G, grabitazio unibertsalaren konstantea bezala ezagututako proportzionaltasunaren faktorea, zeinen balorea, Nazioarteko Sisteman, 6,67 · 10-11 N·m2/kg2 den.

Lege hori bektore-formatuan adieraz daiteke, honako era honetan:

Grabitate-indarra eta grabitazio-eremua

Grabitate-indarrek urrutitik egiten dute lan, haietan inplikatutako gorputz materialen artean kontaktu fisikorik egon gabe. Urrutiko ekintza ideia hori zehaztu egin da fisikan eremu nozioaren bidez; horren existentzia hutsak inguratutako espazioan partikulak edo objektuak sortzen duen perturbazioa da. Elkarrekintza grabitatorioaren kasuan, grabitazio-eremua sortzen da masa ez nulua duen gorputz material bat espazioan dagoelako.

Masa puntual batek inguratzen duen espazioan sortzen duen grabitazio-eremuaren ikusmen-adierazpidea.

Horrela, partikula material batek grabitazio-eremu bat sortzen du espazioan; eremu horren intentsitatea, grabitazio unibertsalaren legetik ikus daitekeen bezala, honako adierazpen honek ematen du:

Adierazpen horren minus zeinuak adierazten du grabitazio-eremua erakarmenezko naturakoak izaten direla beti; izan ere, eremu horren indar-lerroek sortzen duen m masara begiratzen diote.

Grabitate-indarra adierazi ahal da grabitazio-eremuaren intentsitatearen eta eremu horretan sartzen den masaren biderkadura bezala. Hau da:

Grabitazio-eremuaren gainezarpenaren legea

Newtonen grabitazio unibertsalaren legeak deskribatutako elkarrekintza grabitatorioak indarren gainezarpenaren legea egiaztatzen du. Horrela, m1, m2 eta m3 masa puntualak aintzat hartuta, lehenengo biek hirugarrenaren gainean egiten duten baterako grabitate-indarra honako hau da: lehenengoak hirugarrenaren gainean egingo lukeen indarra, bigarrena ez balego, gehi bigarrenak hirugarrenaren gainean egingo lukeena, lehenengo masa ez balego. Hau da:

Parte hartzen duten indarren eta masen beste edozein konbinazio baterako ekuazio berdinak idaztea posiblea izango litzateke.

Grabitate-indarren batuketa grafikoa.

Newtonen "Filosofiaren elementuak" grabatua.

Ingalaterrako Isaak Newton (1642-1727) pentsatzailea fisika modernoaren fundatzailetzat hartzen da. Zientziaren mekanika, grabitazio, optika eta metodo matematikoei buruz egin zituen lanak eta deskribapenak oso eragin handia izan zuten mendebaldeko zibilizazioaren aurrerapen zientifikoan.

 

Grabitazioa beste elkarrekintza batzuen aurrean

Grabitazioa (elektromagnetikarekin, nuklear indartsuarekin eta nuklear ahularekin batera -azken bi horiek eskala atomikokoa eta subatomikokoa) naturaren lau funtsezko elkarrekintzetako bat da, eskala kosmikoan nagusia.

 

Grabitazioa eta elektrostatika

1785ean Charles-Henri de Coulombek fenomeno elektrostatikoak zuzentzen dituen legea sortu zuenean, Newtonek sortutako grabitazio unibertsalaren legearekin zuen erlazio estua ikusi egin zen. Printzipio biak, nahiz eta natura desberdinetakoak izan, ia berdina zen lege matematikoaren pean zeuden; horrenbestez, horien deskripzioaren, ezaugarrien eta magnitudeen artean analogia bat ezarri egin zen. Ondorengo hamarkadetan, ahalegin bateratzaile hori fenomeno atomikoetara eta nuklearretara zabaldu zen, egite fisiko guztiak legeen eta printzipio unibertsalen eta uniformeen arabera (bateratze handiaren teoria) deskribatu nahi duen marko teoriko orokor batean.