Явление гравитации

Галактик. Именно тяготение определяет прошлое и будущее Вселенной. Явление гравитации имеет поэтому исключительное и непреходящее значение для всей науки, что придает изучению гравитационной постоянной особую значимость. [c.48]

Не только Эйнштейна поражало странное сходство между явлением гравитации и инерцией. Представим себе, что пушечное ядро и маленький деревянный шарик падают с одной и той же высоты. Допустим, что масса ядра в 100 раз больше, чем масса деревянного шарика. Это означает, что па ядро действует сила тяготения, в 100 раз большая, чем та, которая действует на деревянный шарик. Теперь мы знаем, что если пренебречь сопротивлением воздуха, то шары будут падать бок о бок. Но Ньютон, чтобы объяснить это явление, должен был предположить нечто уди- [c.42]

Явление гравитации. Любой поток жидкости со свободной поверхностью подвергается воздействию гравитации, выражающемуся в перемещении ее поверхности в зависимости от времени или расстояния. Многие задачи, как гидравлические, так и судостроительные, относятся к этой категории, а изучение движения волн практически представляет целую науку. В случае, когда размеры и скорости не слишком малы, влиянием вязкости и капиллярности часто можно пренебречь, тогда применение размерного анализа дает одно или большее число геометрических отношений числа Фруда и Эйлера и (если поток является неуста-новившимся и неравномерным) некоторую форму параметра времени или ускорения. [c.25]

Не всегда принимается во внимание, что явление гравитации не ограничивается только жидкостями при контакте их с атмосферой или даже жидкостями как классом любая поверхность разрыва плотности как внутри жидкости, так и внутри газа является такой же свободной поверхностью, какой обычно считают [c.25]

В 1916 г. А. Эйнштейн предложил теорию тяготения (общую теорию относительности), фундаментальное значение для которой имеет равенство инертной и гравитационной масс тела, причем считается, что явления инерции и тяготения имеют одну и ту же природу. Это утверждение получило название принципа эквивалентности инерции и гравитации. Тяготение в теории Эйнштейна объясняется проявлением геометрических свойств пространства, рассматриваемого в тесной взаимосвязи с временем, т. е. геометрическими свойствами четырехмерного пространства — времени. [c.107]

Ограничим наше рассмотрение такими изменениями состояния, которые протекают при отсутствии электрических или магнитных явлений и пр которых можно пренебречь силами капиллярности, гравитации, а также-перемещением системы. В таком случае вместо Е можно подставить U . [c.120]

Большой интерес представляет поведение жидкости в капиллярах при невесомости, поскольку, как следует из соотношения (5-9-1), влияние поверхностных сил увеличивается-за счет одновременного уменьшения ngw h Поэтому явления, наблюдаемые в капиллярах в условиях нормальной гравитации, должны усилиться в состоянии невесомости. Явления переноса в капиллярах при g == О, по-видимому, можно описать, исключая гравитационный член из уравнений, описывающих процессы переноса в капиллярах в условиях нормальной гравитации. [c.388]

ГРАВИТАЦИОННЫЙ ЗАХВАТ в релятивистской теории тяготения — явление захвата тяготеющим центром прилетающей из бесконечности частицы и -за чисто гравитац. эффектов. [c.529]

Теперь рассмотрим те вопросы теории волн на поверхности воды, для решения которых мы желаем применить метод ГИУ. Характерная особенность теории волн на воде заключается в наличии свободной поверхности или границы раздела с другой жидкостью (например, с атмосферой), на которой может поддерживаться волновое движение (где восстанавливающим механизмом является гравитация), даже если основное дифференциальное уравнение, описывающее движение внутри жидкости, будет эллиптическим, например уравнение Лапласа для потенциала скорости ф (v = УФ) в случае безвихревого течения невязкой и несжимаемой жидкости. Такие предположения обычно применяются в задачах о волнах на поверхности воды они существенно нарушаются тогда, когда происходят некоторые особые физические явления, например разрушение волн. Исключая эти явления и некоторые другие эффекты, например поверхностное натяжение и т. д., мы получим [2] для Ф следующее линейное дифференциальное уравнение в частных производных внутри области D, занятой жидкостью [c.19]

Явление расслоения газовых смесей заставляет по-новому рассматривать условия многих технологических и природных процессов. Американские авторы [1] указывают, что в системе водород — гелий это явление нужно учитывать при эксплуатации баков космических ракет, где жидкий водород находится под давлением гелия. Оно может оказаться весьма важным и для астрономов, изучающих сильно сжатые за счет гравитации ге-лий-водородные атмосферы тяжелых планет (Юпитер, Сатурн и др.) [2]. [c.118]

В предыдущих разделах мы рассмотрели влияние заданного гравитационного поля на физические явления. Теперь обратимся к более важной проблеме в гравитационной теории, а именно к нахождению общих уравнений, определяющих переменные гравитационного поля Yji, Х) или гь. создаваемые данным распределением масс. После ряда попыток эта проблема была окончательно решена Эйнштейном в 1915 г. (72, 731. В теории гравитации Ньютона соответствующая задача формулируется в виде уравнения Пуассона [c.303]

Постановка задачи. Раскрытие сушности одной из важнейших фундаментальных постоянных—скорости света с— на протяжении долгого времени являлось одной из труднейших задач физики. Проблема оказалась чрезвычайно многогранной, в единый узел сплелись трудности выяснения природы света и измерения скорости его распространения, интерпретации этой абсолютной скорости. Теоретический анализ этих проблем привел А. Эйнштейна к необходимости радикального пересмотра казавшихся незыблемыми классических представлений о пространстве и времени, созданию специальной теории относительности. Новую трактовку получило явление гравитации, родилась космология как наука о происхождении и эволюции Вселенной. Человеческому анализу стали доступны не только земные и астрономические наблюдения, предметом научных исследований стали глобальные проблемы расшития Вселенной. [c.111]

Гравитация и относительность. Теперь можно снова вернуться к рассмотрению проблем, связанных с гравитационной постоянной. Напомним, что начатое в I исследование осталось неоконченным— теория тяготения Ньютона не могла вскрыть причины явления. Расчеты по закону всемирного тяготения Ц) не согласовывались с результата] ш наблюдений вращения перигелия Меркурия. Создателю пeLдаaльнoй теории относительности А. Эйнштейну, вьшвившел1у фундаментальное значение скорости света как максимально возможной скорости распространения любых взаимодействий в природе, был ясен и другой принципиальный недостаток ньютоновской теории. Ведь в ней скорость распространения гравитационного взаимодействия считалась бесконеч- [c.139]

Первостепенной задачей теории является нахождение единой причины существующих частных явлений или законов и уменьшение числа независимых исходных положений. Этот процесс давно уже идет в физике. Достаточно вспомнить объединение земного и космического тяготений в законе всемирного тяготения Ньютона, объединение электричества и магнетизма в электродинамике Максвелла, установление связи между микро- и макропараметрами систем Больцманом, связь геометрии физического пространства с теорией гравитации в общей теории относительности Эйнштейна и т. п. Удивительнейший пример единства природы открывает связь явлений, происходящих в микромире и Вселенной, о чем идет речь в этой части книги. Многие свойства Вселенной определяются характеристиками фундаментальных взаимодействий, происходящих в микромире. И, напротив, происходящие во Вселенной процессы дают много для понимания свойств элементарных частиц и необходимы для построения правильной теории. Но все же впереди очень и очень шого работы. [c.200]

Заметим, что аналогичные уравнение и неравенство выводятся в физике черных дыр —компактных неизлучающих тел, образовавшихся в результате коллапса массивных звезд с массой более двух Солнц. Эти бывшие звезды, полностью израсходовавшие свое ядерное горючее, имеют размер, равный гравитационному радиусу R — lGMj G — гравитационная постоянная, М — масса звезды, с—скорость света гравитационный радиус Солнца—около 3 км). Роль, аналогичную энтропии в термодинамике, в физике черных дыр выполняет поверхность S черной дыры, а роль термодинамической температуры—величина X, пропорциональная поверхностной гравитации, т. е. напряженности статического гравитационного поля на поверхности черной дыры. Черные дыры не обладают никакими другими свойствами, кроме способности притягивать, поскольку гравитационное поле черной дыры настолько сильно, что даже задерживает свет. Вследствие этого полная энтропия системы черных дыр (величина, пропорциональная сумме поверхностей S черных дыр) не убывает SS O. Эта и другие термодинамические аналогии в физике черных дыр оказываются весьма полезными при рассмотрении различных явлений с участием черных дыр, подобно тому, как начала термодинамики позволяют изучать многие общие свойства термодинамических процессов. Одновременно они указывают на своеобразную универсальность начал термодинамики. [c.77]

Я не хочу также спорить о том, что является более ясным — само по себе понятие положения в пространстве, понятие температуры или электриче-скогозаряда —подобный спор был бы беспредметным. Но было бы значительно яснее, если бы мы могли посредством представления о движении материальных точек в пространстве, т. е. посредством одного-единственного и единого принципа, объяснить не только все явления движения твердых, жидких и газообразных тел, но и теплоты, света, электричества, магнетизма, гравитации. Это было бы яснее, чем употребление для каждого из этих действующих агентов целого инвентаря таких совершенно необычных понятий, как температура, электрический заряд, потенциал, характеризуем ли мы эти необычные понятия как нечто совершенно самостоятельное или только как разрозненные факторы энергии, особо постулируемые для каждой формы энергии. [c.467]

В чем раз1 ица между... а) технологией и экологией б) гравитацией и кавитацией в) миниметром и манометром г) экскаватором и эскалатором д) баро-<копом и баростатом е) акумполированггем и аккумулированием Что вы знаете об этих явлениях, изделиях, БОПЯТИЛХ [c.127]

Новым направлением в исследовании задач конвективного теплообмена является решение так называемых сопряженных задач, когда в отличие от традиционного подхода теплообмен твердого тела с потоком жидкости рассматривается как взаимосвязанная задача переноса тепла в жидкостях и твердых телах. В разд. 4 приведен обзор последних работ по решению задач внешнего и внутреннего теплообмена. Данное направление весьма актуально, особенно при решении нестационарных задач конвективного тепло- и массообмена. Приведено также описание новых явлений свободная кбнвекция при нагреве сверху (векторы потока тепла и силы гравитации совпадают), термоконвективные волны, а также рассматривается ряд других вопросов в последних работах по тепломассообмену (разд. 3). , [c.5]

Д. с. играет большую роль в астр, и атомных явлениях. В астрофииике Д. с. наряду с давлением газа обеспечивает стабильность звёзд, противодействуя силам гравитации. Действием Д. с. объясняются нек-рые формы кометных хвостов. К атомным эффектам относится т. н. световая отдача, к-рую испытывает возбуж-дённый атом при испускании фотона. [c.554]

Связь П. н, с др. параметрами состояния даётся ур-нием адсорбции Гиббса (см. 17оверхностные явления). У чистых веществ П. н. снижается с ростом темп-ры. Повышение давления приводит к уменьшению II. н. при заметной взаимной растворимости фаз и к возрастанию П. н. в противоположном случае (напр., в системе вода — гелий). Присутствие веществ с положительной адсорбцией вызывает снижение П. и. (наиб, эффект дают поверхностно-активные вещества), а с отрицательной (характерной, напр., для неорганич. солей в воде) — повышение П. н. Вдали от критич. точки гравитац. поле практически ые изменяет П. н. [c.648]

РЕЛЯТИВИСТСКАЯ ИНВАРИАНТНОСТЬ (лоренц-инвариантность) — независимость физ. законов и явлений от скорости движения наблюдателя (или, точнее, от выбора инерциальной системы отсчёта). Р. и. законов фундам. физ. взаимодействий означает невозможность ввести выделенную систему отсчёта и измерить абс, скорость тел. Принцип Р. и, возник в нач. 20 в. в результате обобщения разл. опытных данных, начиная с отрицат. результата экспериментов Майкельсона — Морлп (1881—87) (см. Майкельсона опыт). Ныне наилучшие в наиб, многочисл. подтверждения Р. в. фундам. физ. взаимодействий дают опыты с элементарными частицами высоких энергий. Из принципа Р. в. вытекает существование нек-рой универсальной макс, скорости распространения всех физ. взаимодействий эта скорость совпадает со скоростью света в вакууме. Ма-г тематически Р. и. выражается в том, что ур-ния релятивистской механики Эйнштейна — Лоренца — Пуанкаре и электродинамики Максвелла (совокупность этих ур-ний образует спец, теорию относительности), а также теории сильного и слабого взаимодействий не изменяют своего вида, если входящие в них пространственно-временные координаты и физ. поля подвергаются Лоренца преобразованиям. Для построения релятивистски инвариантной теории гравитац. взаимодействия понятие Р, и, должно быть обобщено (см. ниже). [c.322]

До 1930-х гг. для описания наблюдаемых фиэ. явлений достаточно было рассматривать гравитац. и зя,-магн. взаимодействия. Первые играют решающую роль в явлениях космич. масштабов, а вторые ответственны за строение атомов, молекул и за всё многообразие внутр. свойств твёрдых тел, жидкостей и газов. Наличие С. в. проявилось, когда была открыта сложная структура атомных ядер, состоящих из протонов и нейтронов (нуклонов). Эксперимент показывал, что взаимодействие между нуклонами гораздо сильнее электромагнитного, поскольку типичные анергии связи нуклонов в ядрах порядка неск. МэВ, в то время как энергии связи в атомах порядка неск, зВ, Кроме того, эти силы, в отличие от электромагнитных и гравитационных, обладают малым радиусом действия см. В квантовой теории радиус действия сил обратно пропорционален массе частиц, обмен к-рыми обусловливает взаимодействие. Поэтому X. Юкава (Н. Yukawa) в 1935 высказал предположение о существовании тяжёлых квантов — мезонов, переносчиков С. в. В 1947 в космических лучах были открыты первые, ваиб. лёгкие из таких частиц — л-мезоны. [c.497]

Ньютонова теория Т. и ньютонова механика явились величайшим достижением естествознания. Они позволяют описать с больпюй точностью обширный круг явлений, в т. ч. движение естеств. и искусств, тел в Солнечной системе, движения в др. системах небесных тел в двойных звёздах, в звёздных скоплениях, в галактиках. На основе теории тяготения Ньютона было предсказано существование планеты Нептун и спутника Сириуса и сделаны многие др. предсказания, впоследствии блестяще подтвердившиеся. В совр. астрономии закон тяготения Ньютона является фундаментом, на основе к-рого вычисляются движения и строение небесных тел, их массы, эволюция. Точное определение гравитац. поля Земли позволяет установить распределение масс под её поверхностью (гравиметрич, разведка) и, следовательно, непосредственно репшть важные прикладные задачи. Однако в нек-рых случаях, когда поля Т. становятся достаточно сильными, а скорости движения тел в этих полях не малы по сравнению со ско-ростью света, Т. уже не может быть описано законом Ньютона. [c.188]

Интенсивное изучение Ч. д, началось после открытия квазаров в 1963. Их светимости характеризуются величинами порядка Ю —10 эрг/с. Как показали расчёты, столь мощное энерговыделение могут обеспечить сверхмассивные Ч. д. Круг явлений, непосредств. участниками к-рых могут быть Ч. д., достаточно широк. Кроме процессов, обеспечивающих активность квазаров и ядер галактик, к ним относятся космич. источники рентг. и гамма-излучения, гравитац. линзы, а также возможные космич. источники гравитац, излучения. [c.452]

Существует ряд явлений, родственных Э., в к-рых перенос носителей заряда осуществляется не электрич. полем, а градиентом темп-ры (см. Термоэлектрические явления), звуковыми волнами (см, Акустоэлектрический эффект), световым излучением (см. Увлечение электронов фотонами) и т. п. Э. жидкостей, газов и плазмы обладает рядом особенностей, отличающих её от Э. твёрдых тел (см. Электрические разряды в газах, Электрический пробой. Электролиз). Э. М. Эпштейн. ЭЛЕКТРОРАКЁТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ (электрореактивные двигатели, ЭРД)—космич. реактивные двигатели, в к-рых направленное движение реактивной струи создаётся за счёт электрич, энергии, Электроракетная двигательная установка (ЭРДУ) включает собственно ЭРД, систему подачи и хранения рабочего вещества и систему, преобразующую электрич. параметры источника электроэнергии к номинальным для ЭРД значениям я управляющую функционированием ЭРД, ЭРД—двигатели малой тяги, действующие в течение длит, времени (годы) на борту космич. летательного аппарата (КЛА) в условиях невесомости либо очень малых гравитац. полей. С помощью ЭРД параметры траектории полёта КЛА и его ориентация в пространстве могут поддерживаться с высокой степенью точности либо изменяться в заданном диапазоне. При эл.-магн. либо эл.-статич. ускорении скорость истечения реактивной струи в ЭРД значительно выше, чем в жидкостных или твердотопливных ракетных двигателях это даёт выигрыш в полезной нагрузке КЛА. Однако ЭРД требуют наличия источника электроэнергии, в то время как в обычных ракетных двигателях носителем энергии являются компоненты топлива (горючее и окислитель). В семейство ЭРД входят плазменные двигатели (ПД), эл.-хим. двигатели (ЭХД) и ионные двигатели (ИД). [c.590]

Явление нелинейной резонансной вибрационной устойчивости и перемешивания многофазных сред в слабых и сильных гравитационных полях. В качестве модели рассмотрим многофазную среду жидкость—пузырьки—твердые частицы, помещенную в цилиндрический бак, при вертикальных вибрационных воздействиях. Исследование, проведенное с помощью нэтоженной выше методики, а также серия целенаправленных экспериментов [5, 10, 13] позволили выявить устойчивый режим дви- кения, при котором часть пузырьков локализуется в определенной области течения, образуя газовое скопление, а другие мелкодисперсные элементы совершают чрезвычайно интенсивное периодическое движение, способствующее быстрому перемешиванию среды. Механизм этого явления раскрыт в работах [5, 10, 13], в которых показано, что оно обусловлено возникновением в среде перемещающихся вследствие изменения динамических характеристик системы областей устойчивого и неустойчивого равновесия мелкодисперсных элементов среды. Это явление в земных условиях неразрывно связано с резонансными колебаниями вибрационно-стабилизированных внутри среды локальных газовых скоплений, а в условиях ослабленной гравитации оно может осуществляться с резонансными колебаниями и разрушением свободной поверхности объема, занятого многофазной средой [c.113]

Кроме того, за последние несколько лет была значительно усо вершенствована экспериментальная техника и накоплено много важных экспериментальных данных, что также обогатило интересующую нас область новыми фактами. Исследование критических явлений сопряжено со значительными трудностями. Для проблемы перехода газ — жидкость основной метод состоит в точном измерении давления, плотности и температуры (получение уравнения состояния), а также удельной теплоемкости. Оказывается, что поведение типа степенного закона, позволяющее определить критические показатели, имеет место лишь очень близко от критической точки, скажем при 0 < 10" . Даже определение критических параметров Т , Ро с с точностью, удовлетворяющей потребностям эксперимента, сопряжено с чрезвычайно большими трудностями. Поэтому требуется очень точное определение температуры (погрешность АТ/Тс не выше 10" ). Кроме того, благодаря большой теплоемкости су теоретически расходится) время установления равновесия в системе очень велико (порядка дней). Большое значение сжимаемости также создает серьезные проблемы влияние гравитации на систему становится очень сильным, она создает градиент плотности, который должен быть очень точно учтен. Весьма важные для магнитных систем экспериментальные измерения намагниченности и восприимчивости и проведение экспериментов по рассеянию нейтронов также сопряжены с весьма существенными трудностями их преодоление требует большого искусства и тщательности. Мы не можем вдаваться здесь в подробности и рекомендуем читателю обратиться к оригинальным работам и обзорам. [c.357]

Адекватное описание явления коллапса возможно лишь в рамках релятивистской теории гравитации, в основе которой лежит общая теория относительности Эйнштейна. Эта теория приводит к принципиально новой ситуации в релятивистском коллапсе с учетом новых явлений, возникающих при комбинации квантовой теории материи с теорией тяготения Зельдович и Новиков, 1975). Ядра сверхновых звезд превращаются в нейтронные звезды или черные дыры - области особого состояния вещества с бесконечно большой плотностью, представляющие собой пространственно-временные сингулярности. Экспериментальное обнаружение нейтронных звезд и черных дыр стало возможным благодаря излучению, возникающему при их взаимодействии с ближайшими компаньонами (например, в случае, когда вблизи нейтронной звезды или черной дыры находится нормальная звезда, теряющая вещество вследствие мощного гравитационного притяжения ее соседа). Наиболее интенсивная потеря вещества идет тогда, когда звезда в ходе эволюции расширится и достигнет границ поверхности Роша - эквипотенциальной поверхности в тесной двойной системе, когда образуется односвязная область (Рис. 1.4.4). В этом случае возникает сложная динамическая структура массообмена, включающая поток вещества от звезды-донора с образованием ударных волн и тангенциальных разрывов, формирование аккреционного диска и изменение параметров звездного ветра в процессе эволюции системы, как это следует из численных газодинамических моделей Бисикало и др., 1997). [c.57]

Развитие всех разделов современной техники указывает на все возрастающее значение механики. Изучение общих законов механического движения обогащает исследователей — инженеров и ученых—плодотворными могущественными методами, помогая раскрывать истинное содержание многообразных явлений природы и технической практики. Исследования, проведенные в последние годы в теории автоматического регулирования, теории гравитации, в задачах динамики полета управляемых ракет и космических кораблей, квантовой механике и теории относительности, неоспоримо выявляют более глубокое и широкое значение общих закономерностей механического движения для современного научно-технического прогресса. Несомненно, ошибаются те ученые, которые считают, что механика закончилась в своем развитии. Теоретическая механика является одной из наук о природе. Предмет исследования этой науки вечен и безграничен в своем объеме. Все исполнительные механизмы в орудиях труда и разнообразных машинах в подавляющем большинстве случаев создаются и действуют в строгом соответствии с законами механики. В этой науке есть подлинная романтика и математически строгий анализ, помогающие человечеству идти вперед к неслыханной производительности умственного и физического труда, преобразующего лицо нашей планеты. Межпланетные полеты пилотируемых космических кораблей будут реальностью в ближайшие 10—15 лет. Совершенствование орудий труда, проводимое на основе законов механики, позволяет уже в наши дни осуществлять изменения поверхности Земли, по масштабу не уступающие геологическим потрясениям. [c.5]

Известно, что частицы, взвешенные в жидкостях, движутся под действием гравитационных полей. Скорость и направление движения частиц зависят от их размера, формы, плотности, а также от таких факторов, как концентрация и электрические свойства частиц, плотность, вязкость и температура жидкости, присутствие поверхностно-активных веществ, форма и размеры сосуда. Если плотность частиц (молекул белкоЕ , клеток, капелек масла и др.) выше плотности раствора, то они движутся в направлении действия силы гравитации, происходит седиментация. Когда плотность частиц ниже плотности раствора, например в случае водных растворов липопро-теидов, водно-масляных эмульсий, имеет место движение частиц против гравитационных сил — флотация. Явления седиментации и флотации широко используются при лабораторных исследованиях, подготовке к анализу различных субстратов и изучении свойств различных дисперсных фаз. [c.72]

Следует подчеркнуть, что работа термосифона возможна лишь в поле сил гравитации, направленных от зоны теплосъема к зоне нагрева (рис. 1И). Такие силы могут возникать либа за счет земного притяжения, либо за счет центробежных сил. Очевидно, основным явлением, определяющим теплопередающие свойства термосифона, будет конвективное течение жидкости. Тщательные исследования [Л. 2, 3] показали, что на границах зон теплоприема и теплоотвода всегда возникает некоторая промежуточная зона с весьма сложным и разнообразным характером процессов, происходящих в ней. [c.22]

Давление света представляет собой, вообще говоря, весьма малую величину. Измерить это давление удалось только П. Н. Лебедеву после безуспешных попыток целого ряда ученых в течение почти 200 лет. Заметим, что полное давление, которое оказывает свет от Солнца на нашу Землю, составляет около 100 ООО тонн (оно, конечно, ничтожно по сравнению с силами гравитации). Тем не менее, как известно, большое ко.тичество астрономических явлений вызывается давлением света (например, своеобразный вид кометных хвостов и др.). Давление же звука измерить при помощи радиометра значительно проще. С давлением звука приходится часто сталкиваться в ультразвуковой технике, но об этом мы будем говорить дальше. [c.79]

Обладая большой кинетической энергией разлета, вещество в периферийных слоях преодолевает илы тяготения и после выхода ударной волны на поверхность отрывается от звезды звезда как бы сбрасывает с себя оболочку. Это явление хорошо известно в астрофизике. Полагают, что таким образом образовалась Крабовидная туманность. Оценка показывает, что для преодоления сил гравитации при выбросе массы, равной массе Солнца, [c.637]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...