Номер 3, страница 88 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Гравитационные явления. Параграф 19. Закон всемирного тяготения. Темы докладов - номер 3, страница 88.

Условие.

3. Везде ли справедлив закон всемирного тяготения.

Решение.

Везде ли справедлив закон всемирного тяготения.

Закон всемирного тяготения Ньютона является фундаментальным законом классической механики и с поразительной точностью описывает подавляющее большинство гравитационных явлений в привычном нам мире. Он успешно применяется для расчета траекторий планет, спутников, космических аппаратов, объясняет приливы и отливы, а также движение галактик. Однако, несмотря на свою универсальность в рамках классической физики, этот закон не является абсолютно справедливым везде и при любых условиях.

Существуют области, где предсказания закона Ньютона расходятся с наблюдениями. Его пределы применимости определяются двумя основными теориями современной физики:

1. Общая теория относительности (ОТО). Созданная Альбертом Эйнштейном в 1915 году, ОТО является более точной и общей теорией гравитации. Закон Ньютона является ее частным случаем, который хорошо работает при слабых гравитационных полях и скоростях, малых по сравнению со скоростью света. В сильных гравитационных полях (например, вблизи черных дыр или нейтронных звезд) или при движении тел с околосветовыми скоростями необходимо использовать уравнения ОТО. Классическим примером, где ньютоновская теория дала сбой, стала аномальная прецессия перигелия орбиты Меркурия — небольшое смещение его орбиты, которое не удавалось объяснить законом Ньютона, но которое точно описала ОТО. Другие эффекты, предсказанные ОТО и не описываемые законом Ньютона, – это гравитационное линзирование (искривление света в гравитационном поле) и гравитационное замедление времени.
2. Квантовая механика. Закон всемирного тяготения, как и ОТО, является классической теорией. Он не учитывает квантовые эффекты, которые становятся существенными на очень малых, субатомных масштабах (порядка планковской длины, ~$1.6 \times 10^{-35}$ м). На этих масштабах гравитация, как предполагается, должна иметь квантовую природу. Создание единой теории, объединяющей ОТО и квантовую механику, – так называемой "квантовой гравитации" – является одной из главных нерешенных задач современной физики. Такие теории, как теория струн или петлевая квантовая гравитация, пытаются описать гравитацию на квантовом уровне, но они пока не получили экспериментального подтверждения.

Таким образом, закон Ньютона справедлив и очень точен в широком диапазоне условий, но перестает работать в экстремальных ситуациях: в очень сильных гравитационных полях и на очень малых, квантовых расстояниях.

Ответ: Нет, закон всемирного тяготения Ньютона не является справедливым везде. Он представляет собой приближение, хорошо работающее в условиях слабых гравитационных полей и нерелятивистских скоростей, но уступает место Общей теории относительности Эйнштейна в сильных полях и неприменим на субатомных (квантовых) масштабах.