Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Leg uit hoe versnelling effecten produceert, net als de zwaartekracht?

Het is niet zo dat versnelling * * effecten produceert, net als de zwaartekracht, maar eerder dat versnelling en zwaartekracht fundamenteel gerelateerd zijn . Dit is de essentie van het equivalentieprincipe van Einstein. Hier is een uitsplitsing:

1. Het gelijkwaardigheidsprincipe:

* Einstein's belangrijkste inzicht: In een gesloten doos kunt u het verschil niet zien tussen in rust op aarde zijn (de zwaartekracht ervaren) en omhoog versnellen bij 9,8 m/s² (de versnelling als gevolg van de zwaartekracht).

* De implicaties: Dit betekent dat zwaartekracht en versnelling equivalent zijn in hun effecten op objecten binnen een lokaal referentiekader.

2. Hoe het werkt:

* zwaartekracht is een kracht: Gravity trekt objecten naar elkaar toe. Op aarde ervaren we dit als een neerwaartse kracht.

* versnelling is een verandering in snelheid: Als de snelheid van een object verandert (in snelheid of richting), versnelt deze.

* De gelijkwaardigheid: De sleutel is dat zowel zwaartekracht als versnelling hetzelfde effect veroorzaken :objecten vallen Op weg naar de bron van de versnelling of zwaartekracht.

3. Voorbeelden:

* vrije val: In een vacuüm vallen een veer en een hamer in hetzelfde tempo. Dit komt omdat ze allebei dezelfde versnelling ervaren als gevolg van de zwaartekracht.

* ruimtevaartuigen in een baan: Astronauten in een ruimtevaartuig rond de aarde zijn in een staat van constante vrije val. Ze voelen zich gewichtloos omdat ze constant versnellen naar de aarde, maar hun voorwaartse beweging voorkomt dat ze crashen.

* een raketlancering: Terwijl een raket omhoog versnelt, voelen astronauten zich zwaarder aan omdat ze worden geduwd door de versnelling. Dit gevoel is niet te onderscheiden van het gevoel van zwaartekracht.

4. Belangrijkste punten:

* zwaartekracht en versnelling zijn niet hetzelfde: Gravity is een kracht, terwijl versnelling een verandering in snelheid is. Hun effecten op objecten binnen een lokaal referentiekader zijn echter niet te onderscheiden.

* Het equivalentieprincipe is een hoeksteen van algemene relativiteitstheorie: Het helpt om de kromming van ruimtetijd te verklaren die wordt veroorzaakt door massieve objecten, die we als zwaartekracht ervaren.

In wezen bootst versnelling de zwaartekracht nabootst binnen een lokaal referentiekader, maar ze zijn uiteindelijk verschillende fenomenen. Dit gelijkwaardigheidsprincipe is een krachtig hulpmiddel om zowel de zwaartekracht als het universum als geheel te begrijpen.