реферат: Пятое состояние вещества или Гравитационный коллапс 

Пятое состояние вещества или Гравитационный коллапс

реферат: Авиация и космонавтика

Документы: [1]   Word-177490.doc Страницы: Назад 1 Вперед















Реферат

По физике

Учащегося 9-Б класса

СОШ №24 г.Симферополя

Толкуева Олега.



ТЕМА:

ВлПятое  состояние вещества или Гравитационный коллапс »


       
















План


1).  Различные  состояния вещества.

2).  Гравитация.

3).  Понятие "Гравитационный коллапс»

               

       В настоящее время науке известны следующие состояния вещества:

       1- газообразное - это когда молекулы вещества (газа) двигаются хаотически не имея устойчивых связей друг с другом. Плотность от 0-17 по водороду.        

Вакуум - это один атом водорода на 1 куб\км пространства                                

Плотность - это количество вещества  в единице объема.

       2- жидкое - молекулы жидкости как правило дипольные и имеют связи друг с другом, молекулы находящиеся на границе жидкости, не имея связи с молекулами газа реализуют эти связи с соседними пограничными молекулами жидкости образуя слой ПАН (поверхностно активное натяжение) так называемый "мениск».  Плотность жидкости выше плотности газа.

       3- твёрдое - молекулы связаны в кристаллической решетке, плотность твёрдого вещества выше плотности жидкости.        

       4- плазма - это когда все электроны - общие и ядра находятся рядом друг с другом. Плазма может быть холодная или горячая. Пример холодной плазмы это - пламя спички, костра, кухонного газа - температура ее от нескольких сотен до нескольких тысяч градусов (ацетиленовая горелка 7000-11000 градусов). Горячая плазма - тела звезд - температура достигает миллионов градусов. Плотность плазмы выше плотности твердого вещества.

       Есть еще одно состояние вещества - аморфное, скорее это промежуточное между жидким и твердым, так как оно имеет свойства как жидкости так и твердого. 


       Чтобы понять, что такое пятое состояние вещества рассмотрим общую формулу закона силы гравитации

               m1   х  m2

    F   =      ---------------------------

                       2

                    R


Где :                F - сила притяжения двух тел с массами            m1   и  m2


               m1 - масcа первого тела ;


               m2 - масcа второго тела ;


               R - расстояние между центрами масс этих тел .


       Представим себе, что  m1 - масса планеты, а  m2 - масса вашего тела. Для планеты Земля  формула выглядит так :

                       m1   х  m2

    F       =             ----------------------------- G                             

       земли                                 2

                             R

где  G - гравитационная постоянная - коэффициент характеризующий конкретный состав  химических элементов из которых состоит наша планета.

G - отбросим  и будем рассматривать общий вид формулы гравитации.

       

       Для того чтобы оторваться от планеты  нужно преодолеть силу гравитации, приложить другую, противоположную силу, чтобы сообщить вашему телу определенную скорость, на пример для земли:

       I - первая космическая скорость ( 7,91 км/сек) - выход на круговую орбиту;

       II - вторая космическая скорость ( 11,18 км/сек) - выход на эллиптическую орбиту;

       III -третья космическая скорость (16,66 км/сек) -выход на гиперболическую орбиту.

Если скорость больше третьей - вы освободились от силы притяжения планеты и ушли в свободный полет .                                                    

Теперь в формуле:

                m1   х  m2

    F   =       ------------------------------

                       2

                    R



       Представим, что m1 - масса планеты - увеличилась (по данным статистических наблюдений, ежегодно на Землю падает около 300 тонн метеоритного вещества), m2 - масса вашего тела -не изменилась - const,  R - средний радиус  Земли = 6,378 тыс.км, тоже не изменился - const, подставив эти значения в формулу гравитации увидим, что сила притяжения  F - увеличилась, а значит необходима большая сила и соответственно большая скорость, чтобы преодолеть эту новую силу притяжения и отправиться в свободный полет.

       Продолжая увеличивать массу  m1   и подставляя ее в формулу гравитации, каждый раз будем получать новую, большую по величине, силу притяжения и соответственно, большую скорость необходимую для преодоления силы гравитации.


       Увеличивая массу  m1   и подставляя ее в формулу гравитации, в конце концов придем к тому, что сила притяжения увеличилась настолько, что необходима скорость света (300 тыс. км/сек)  чтобы преодолеть эту силу притяжения.

       Теперь представим, что масса планеты m1 увеличилась ещё на несколько килограмм и теперь уже скорости света не достаточно для преодоления этой новой чудовищной силы притяжения!

       Образно это можно себе представить так: вы стоите на этой планете, включаете фонарик, направляя его вверх, а луч света не выходит за орбиту, а по траектории загибается и падает в низ, обратно на планету - это означает, что звёздное тело сколлапсировало. Такие объекты в настоящее время найдены в космосе, их называют "Чёрными дырами» или "Гравитационными гробами».        

  Аналогичный эффект получается если в формуле менять R - расстояние между центрами масс

               m1   х  m2

    F   =      ---------------------------

                       2

                    R

При  уменьшении R, сила притяжения F также возрастает и в свою очередь еще сильнее  сжимая  звёздное тело уменьшает его радиус R, очередное уменьшение размеров тела опять приводит к увеличению силы гравитации и этот необратимый  процесс сжатия заканчивается тем , что звёздное тело коллапсирует - сжимается до невероятно малых размеров и становится невидимым, ибо не излучает и не отражает свет.


Коллапс - по-гречески - сжатие. Плотность вещества этих объектов огромна - в настоящий момент вычислен гравитационный радиус нашей планеты Земля он равен 2,5м.

К счастью, наша ближайшая звезда Солнце, никогда не сколлапсирует ибо для этого нужна           1,2 массы Солнца.

               Открытие гравитационного коллапса или пятого состояния вещества принадлежит

русским  профессорам Шкловскому и Зельдовичу в конце 20-го века. Вот как описывает Зельдович космический корабль попавший в зону гравитационного притяжения "Чёрной дыры» : "сначала корабль разрывает на куски, куски разрываются на молекулы, молекулы разрываются на атомы, атомы разрываются  на элементарные частицы , элементарные частицы разрываются на кварки , все это устремляется и сжимается в одну точку


Рисунок чёрной дыры в виде воронки.







Страницы: Назад 1 Вперед