Thiên Văn Học
Bài 1: Học thuyết COPERNICUS và định luật VẠN VẬT HẤP DẪN
Phần 1: Học thuyết COPERNICUS
Copernicus tên thật là : Nikolaj Kopernik (1473-1543) – Ông là nhà thiên văn học người
Ba lan.
Ông đã đưa ra 6 định đề của hệ thống thiên văn mới. Học thuyết như sau:
1. Không chỉ có một tâm của vũ trụ
2. Trái đất không phải là tâm của vũ trụ
3. Một tâm nào đó của vũ trụ gần với mặt trời
4. Khoảng cách từ trái đất đến mặt trời nhỏ hơn rất nhiều khoảng cách từ trái đất đến
các vì sao
5. Chuyển động quay xung quanh trục riêng của trái đất là nguyên nhân gây ra
chuyển động quay hàng ngày của các vì sao (quanh sao Bắc Đẩu)\
6. Chu kỳ hàng năm trong chuyển động của mặt trời là do chuyển động quay của trái
đất quanh mặt trời gây nên.
(có 7 định đề của Copernicus)
Phần 2: Định luật vạn vật hấp dẫn
1. Giả thuyết:
Ta biết rằng các hành tinh quay quanh mặt trời và các vệ tinh chuyển động quanh
hành tinh. Vấn đề đặt ra là lực gì đã đóng vai trò là lực hướng tâm trong các chuyển động
ấy? Kepler đã ví mặt trời như một nam châm khổng lồ.
Nhà Bác học vĩ đại :”Isac Niwton” đã phát hiện cái gọi là lực hướng tâm ấy. Ông
đã giả thuyết lực tạo cho các hành tinh và các vệ tinh chuyển động tròn có bản chất giống
như trọng lực trên mặt đất. Để khẳng định, ông vận dụng vào chuyển động của mặt trăng.
Nếu lực giữ cho mặt trăng chuyển động quanh trái đất là lực trọng lực thì gia tốc hướng
tâm của mặt trăng phải là gia tốc hấp dẫn của trái đất lên mặt trăng.
2. Chứng minh
Tại mặt đất gia tốc trọng trường là g=9,8 m/s2. Biết mặt trăng ở cách trái đất là
khoảng 60 lần bán kính trái đất, nên tại mặt trăng thì gia tốc trọng trường g tại mỗi điểm
tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ điểm đó đến tâm trái đất.
g’ = g/602 = 9,81/3600=0,0027 m/s2
g’ = w2R=(2.3,14/T)2.R
Mặt khác, gia tốc hướng tâm của mặt trăng cũng được tính trực tiếp theo công
thức cơ học.
Trong đó T là chu kỳ chuyển động của mặt trăng quanh trái đất (T=2,73 ngày). R
là bán kính quỹ đạo cảu mặt trăng (R=60,673 Km).
Thay các giá trị T và R vào biểu thức trên ta được:
g’ = (2.3,14/T)2.R = 0,0027
Kết quả như nhau về giá trị của g' tính theo hai cách trên, chứng tỏ lực buộc mặt
trăng chuyển động quanh trái đất chính là trọng lực. Dẽ dàng suy luận thêm rằng lực buộc
các hành tinh chuyển động quanh mặt trời cũng có bản chất như trọng lực.
3. Kết luận
Từ đó, Niwton đã phát biểu một định luật chung của tự nhiên, gọi là định luật “
Vạn vật hấp dẫn”
Định luật này được phát biểu như sau: “Các vật trong vũ trụ đều hấp dẫn
nhau. Lực hấp dẫn giữa hai vật tỉ lệ thuận với tích khối lượng của chúng và tỉ lệ
nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.”
Biểu thức toán học của định luật như sau:
F= -G. (M.m/r2)
Hằng số hấp dẫn G = 6,67.1011 Nm2/kg2