Гравитация и её свойства

1.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное
учреждение школа №34
ИНДИВИДУАЛЬНЫ
Й ПРОЕКТ
«Гравитация и её
свойства»
Работу выполнил:
Семыкин Павел
Константинович
ученик 10 класса «А»
Руководитель:
Кирин Антон
Владимирович
Учитель физики

2.

Эксперимент #1: Сопротивление и гравитация
Возьмем кардинально разные по размеру и весу объекты. В нашем случае молоток и
перо
Что будет если уронить одновременно с большой высоты молоток и перо? Как
можем увидеть, молоток упадет в разы быстрее пера.

3.

4.

Почему так происходит? Виной этому – сопротивление воздуха.
Интересно, а что будет, если сопротивление воздуха будет равняться нулю?
В домашних условиях такой эксперимент провести, к сожалению, не удастся.
Ученые NASA провели эксперимент с шаром для боулинга и пером в вакуумной
камере, которая используется для проверки космических кораблей в условиях,
приближенных к реальным.
Камера содержит приблизительно 30 тонн воздуха, для откачки которого требуется
целых 3 часа, после чего внутри остается всего 2 г воздуха и условия можно считать
практически идеальными. Сначала ученые провели эксперимент в обычных
условиях, а затем – в вакууме. В это трудно поверить, но мяч для боулинга и перо
падают синхронно в подобных условиях.

5.

6.

Специальная и общая теории
относительности
Аномальное смещение перигелия Меркурия — обнаруженная в
1859 году особенность движения планеты Меркурий, сыгравшая
исключительную роль в истории физики. Это смещение оказалось
первым движением небесного тела, которое не подчинялось
ньютоновскому закону всемирного тяготения. Физики были
поставлены перед необходимостью искать пути модифицировать или
обобщить теорию тяготения. Поиски увенчались успехом в 1915
году, когда Альберт Эйнштейн разработал
общую теорию относительности (ОТО); из уравнений ОТО вытекало
именно такое значение смещения, которое фактически наблюдалось.
Позже были измерены аналогичные смещения орбит нескольких
других небесных тел, значения которых также совпали с
предсказанными ОТО.

7.

18 ноября 1915 года Эйнштейн рассчитал (приближенно) это отклонение и получил практически точное
совпадение с наблюдаемыми 43″ в столетие. При этом не понадобилось никакой подгонки констант и не
делалось никаких произвольных допущений [46]. Если обозначить:
M — масса Солнца;
c — скорость света;
A — величина большой полуоси орбиты планеты;
e — эксцентриситет орбиты;
T — период обращения,
то дополнительное смещение перигелия планеты (в радианах за оборот) в ОТО даётся формулой:
Для Меркурия эта формула даёт 42,98″ за столетие в отличном соответствии с
наблюдениями. Точное решение уравнений Эйнштейна, полученное Карлом Шварцшильдом
два месяца спустя, подтвердило приведенную формулу.

8.

Гравитационное линзирование
Мы знаем, что пространство-время изгибается вокруг массивных объектов. Согласно
общей теории относительности, свет следует кривизне пространства-времени. В
результате свет огибает массивные объекты. Изгиб света вокруг тяжелых объектов, таких
как галактики, квазары, скопления галактик и т. Д., Заставляет их вести себя как линза.
Гравитационное линзирование галактическим
скоплением (Изображение: STScI, Источник:
Wikimedia Commons )

9.

Как видно на рисунке выше, белая стрелка показывает путь
света, исходящего из фоновой галактики. Свет, исходящий из
фоновой галактики, огибает галактическое скопление между
Землей и фоновой галактикой (подобно линзе), и мы видим
многочисленные изображения фоновой галактики. Оранжевая
стрелка показывает видимое положение фоновой галактики.
Это явление называется гравитационным линзированием .

10.

Также, Эйнштейн предсказавший эффекта Лензе - Тирринга в своей ОТО оказался прав. Группа
ученых из Технологического университета Суинберн в Австралии и Общества Макса Планка в
Германии доказала существование эффекта Лензе - Тирринга, предсказанного в рамках общей
теории относительности Эйнштейна.