Relativitatea specială

În 1905, Albert Einstein respingea ideile conform cărora ar exista un cadru de referinţă absolut şi că timpul este absolut, ceea ce sugera că trece lafel pentru toţi.

În schimb, el a formulat teoria restrânsă a relativităţii, numită şi relativitatea specială, şi bazată pe două principii. Primul principiu al relativităţii afirmă că legile fizicii se aplică lafel în toate cadrele de referinţă care se mişcă constant. Al doilea principiu spune că viteza luminii este constantă şi independentă de mişcarea observatorului sau a sursei de lumină.

Anunțuri

Albert Einstein

Matematicianul şi fizicianul de origine germană Albert Einstien  este cel mai  celebru savant al secolului XX. Este cunoscut pentru teoriile sale privind relativitatea specială (1905) şi relativitatea generală (1915). Aceste lucrări au prezentat un mod nou şi revoluţionar de a înţelege Spaţiul, timpul, masa, energia şi gravitaţia.

Albert Einstein a primit premiul Nobel pentru cercetarile sale legate de proprietăţile de particulă ale luminii.

Universul lui Newton

De la Newton şi până la sfârşitul secolului XIX se credea că exista un cadru de referinţă absolut, imobil, umplut cu un mediu invizibil numit „eter”. În raport cu acesta se măsurau mişcările obiectelor din Spaţiu.

Dar, în 1987 a avut loc un experiment, prin care s-a încercat măsurarea mişcării Pământului prin acest eter, prin detectarea variaţiilor vitezei luminii trimise în direcţii diferite. Rezultatele experimentului au fost că eterul nu există şi că lumina călătoreşte cu aceeaşi viteză faţă de un observator, oricare ar fi mişcările acestuia.

Corpuri în rotaţie

Stelele, pulsarii, galaxiile şi planetele se rotesc, guvernate de legea conservării momentului unghiular. Acesta măsoară energia de rotaţie şi depinde de distribuţia masei în obiect şi de cât de repede se roteşte.

Momentul unghiular al oricărui obiect care se roteşte rămâne constant. Dacă gravitaţia face ca obiectul să se contracte, viteza de rotaţie creşte, pentru a compensa redistribuirea masei.

De aceea, obiectele compacte, care se rotesc cu viteză mare se formează, în general, din obiecte difuze, care se rotesc lent.

Formele orbitelor

Când un obiect se mişcă pe orbită în jurul altui obiect cu masă mai mare, se află în cădere liberă către obiectul mai mare. El are tendinţa de a se mişca cu viteză constantă în linie dreaptă. Pentru că este atras de obiectul mai mare, are o acceleraţie gravitaţională constantă către acesta, ceea ce îl face să aibă o traiectorie curbă.

Toate orbitele închise din natură au formă de elipsă – un cerc alungit. Măsura ăn care o elipsă se deosebeşte de un cerc perfect se numeşte excentricitate. Orbita pe care se mişcă Luna în jurul Pământului nu este foarte excentrică – este aproape circulară. Orbita lui Pluto în jurul Soarelui este mult mai excentrică şi foarte alungită.

Unele  corpuri cereşti se mişcă pe orbite deschise de-alungul unor parabole şi hiperbole.

Greutatea şi căderea liberă

Greutatea este mărimea forţei gravitaţionale, care acţionează asupra unui obiect. Deşi masa de rapaus a unui obiect (măsurată în kg) este constantă, greutatea lui (măsurată în Newton) variază în funcţie de gravitaţie. De exemplu, o masă de un kg cântăreşte 9.8 N pe Pământ, dar numai 1.65 N pe Lună.

Senzaţia de greutate poate fi încercată numai când gravitaţiei i se opune o a doua forţă. Un om care stă pe Pământ nu simte greutatea datorită atracţiei gravitaţionale. Cauza senzaţiei este forţa de împingere opusă, pe care o exercită solul asupra picioarelor sale. Dar, o persoană aflată pe orbita Pământului cade spre Pământ sub acţiunea gravitaţiei. Este în „cădere liberă„, care nu se datorează gravitaţiei, ci unei forţe opuse acesteia.

Legile mişcării lui Newton

Pornind de la studiile lui Galilei, Isaac Newton a formulat tre legi ale mişcării.

În prima lege a mişcării, Newton afirmă că un corp rămâne în mişcare uniformă sau în repaus dacă asupra lui nu acţionează o forţă netă (suma tuturor forţelor care acţionează asupra corpului).

A doua lege a lui Newton spune că o forţă netă care acţionează asupra unui obiect îl face să accelereze (să-şi schimbe viteza) direct proporţional cu mărimea lui. Astfel, cu cât masa unui obiect este mai mică, cu atât acceleraţia lui este mai mare şi invers.

A treia lege susţine că pentru o acţiune există o reacţiune, opusă şi egală. De exemplu, propulsia unei rachete este reacţiala avacuarea jetului de gaze rezultat din arderea combustibilului.