Естественные науки

Является ли гравитация силой?

Проведем мысленный эксперимент. Пробурим сквозное отверстие в земле и прыгнем. Температурой, сопротивлением среды и прочими физическими эффектами, кроме гравитации, пренебрежем. Под воздействием гравитации, мы будем падать к центру, после чего, по инерции, пролетим дальше. Исходя из предпосылки, что земное притяжение есть сила, то мы должны испытывать перегрузки - ведь "приложенная" гравитационная "сила" вызывает ускорение. Но мы будем падать свободно, то есть наше падение будет неотличимо от равномерного движения (более того, если закроем глаза, мы не будем знать, что движемся). Получается, гравитацию невозможно засечь, как силовое воздействие. По закону Ньютона, тело ускоряется только под силовым воздействием. Отсюда и вопрос в топике.
По-разному. В Ньютоновской физике - да, является (и Ваш мысленный опыт прекрасно объясняется, странно только чудесное совпадение гравитационной массы и инертной) . В Эйнштейновской физике - нет, не является.
ИГ
Илья Гупалов
33 030
Лучший ответ
Если вы не ощущаете ускорения, это не значит, что его нет.
По ОТО сила гравитации - это сила инерции.
А силы инерции - фиктивные силы.
AB
Asem Belenova
41 909
Тяготение в ОТО - такая же кажущаяся сила, как и силы инерции [1]. Только с небольшим уточнением. Подходящим преобразованием координат силы инерции могут быть исключены во всем пространстве (метрический тензор может быть приведен к так называемому "галилееву" виду) , тогда как истинное гравитационное поле не может быть исключено никакими преобразованиями координат [1], [2].

По поводу перегрузок уже ответили: это как раз проявление сил инерции. Ускоряющая сила приложена не непосредственно к каждой частичке тела, а к автобусу, ракете, самолету. Пассажир ощущает не ускорение, а силу, действующую со стороны опоры.

Что касается "наше падение будет неотличимо от равномерного движения (более того, если закроем глаза, мы не будем знать, что движемся) ", то и это не верно. Точнее это верно с точки зрения релятивистской механики, но вот электродинамика позволяет обнаружить такое движение. Заряд, движущийся с переменным ускорением, будет излучать, терять энергию. С точки зрения ОТО гравитационное поле влияет на ход чсов.. .

1. В. Паули, Теория относительности, §51.
2. Ландау, Лифшиц, Теория поля, §82
?*.lada .*?
?*.lada .*?
41 616
Гравитация и так на нас действует, даже если не прыгать
Аделя Замилова
Аделя Замилова
39 844
Нет, падая - мы не должны испытывать перегрузки. "Перегрузки" - это лишь эффект, вызванный ограничением скорости передачи взаимодействия в веществе. Представьте себе шарик из силикона. Если вы толкнете его, то он деформируется и испытыает "перегрузку". Но если вы одновременно с толканием с той же силой дернете за противоположную сторону, то (в идеале) он не деформируется и не испытает перегрузок. Гравитация действует на каждый атом нашего тела, поэтому ускоряясь под действием гравитации, мы ничего не почуствуем. Это раз.
Во-вторых, сила - это лишь скалярная величина (сила тока, например) , это только харакетристика. А гравитация - это поле. Существует несколько теорий, по-разному объясняющих существование этого поля. То притяжение, которое вы имеете ввиду, следствие искревление пространства-времени массой. Пространство-время все больше сжимается по мере приближаения к центру массы. Всё, что движется в гравитационном поле, постепенно "скатывается" к центру. При достаточно сильном гравитацонном поле затягивается даже свет. Из этого следует, что определить падение в гравитационном поле возможно. Достаточно взять резинку, соеденить ею два шарика, расположить их вдоль направления движения и следить за натяжением резинки :-) Чем дольше они будут падать, тем сильнее будет растягиваться резинка.
Galina Voyloshnikova
Galina Voyloshnikova
39 023
Перегрузка при старте ракеты вызвана тем, что сила двигателей прикладывается к вашему телу через кресло, поэтому вы чувствуете как вас вдавливает в кресло и говорите о перегрузке. Когда вы свободно падаете, гравитация (если пренебречь вашими линейными размерами) воздействует на каждую частицу тела и вы ничего не ощущаете. А вот при падении на черную дыру ваши ноги в какой-то момент будут притягиваться в разы сильнее, чем голова и вас разорвет на части. А гравитацию как силу можно засечь, скажем, по притяжению двух тел.