Gravitáció kontra mágnesesség
A gravitációs erő és a mágneses erő a két legalapvetőbb erő, amelyre az univerzum épül. Nagyon fontos, hogy kellőképpen megértsük ezeket az alapvető erőket, hogy megértsük az univerzum mechanikáját. A gravitáció az elektromágneses erővel, a gyenge nukleáris erővel és az erős nukleáris erővel együtt alkotja a világegyetem négy alapvető erejét. Ezek az elméletek létfontosságú szerepet játszanak olyan területeken, mint a kozmológia, a relativitáselmélet, a kvantummechanika, a csillagászat, az asztrofizika, a részecskefizika és szinte minden, ami az ismert univerzumban található. Ebben a cikkben megvitatjuk a gravitáció és a mágnesesség mögött meghúzódó elméleteket, hasonlóságukat, az univerzumban való előfordulásukat és végül a különbségeiket.
Gravitáció
A gravitáció az az erő, amely bármely tömeg hatására fellép. A tömeg a gravitáció szükséges és elégséges feltétele. Bármely tömeg körül van gravitációs mező. Vegyük az egymástól r távolságra elhelyezett m1 és m2 tömegeket. A két tömeg közötti gravitációs erő G.m1.m2 / r^2 ahol G az egyetemes gravitációs állandó. Mivel negatív tömegek nincsenek jelen, a gravitációs erő mindig vonzó. Nincsenek taszító gravitációs erők. Meg kell jegyezni, hogy a gravitációs erők is kölcsönösek. Ez azt jelenti, hogy az m2-re kifejtett m1 erő egyenlő és ellentétes az m1-re kifejtett m2 erővel.
A gravitációs potenciál egy pontban az egységnyi tömegen végzett munka mennyisége, amikor azt a végtelenből az adott pontba visszük. Mivel a gravitációs potenciál a végtelenben nulla, és mivel az elvégzendő munka mennyisége negatív, a gravitációs potenciál mindig negatív. Ezért bármely objektum gravitációs potenciális energiája is negatív.
Mágnesesség
A mágnesesség elektromos áramok miatt következik be. Egy egyenes áramvezető vezető az árammal merőleges erőt fejt ki egy másik, az első vezetővel párhuzamosan elhelyezett áramvezetőre. Mivel ez az erő merőleges a töltések áramlására, ez nem lehet az elektromos erő. Ezt később mágnesességként azonosították. Még az általunk látott állandó mágnesek is az elektron spinje által létrehozott áramhurokon alapulnak.
A mágneses erő lehet vonzó vagy taszító, de ez mindig kölcsönös. A mágneses tér erőt fejt ki bármely mozgó töltésre, de az álló töltésekre nincs hatással. A mozgó töltés mágneses tere mindig merőleges a sebességre. A mozgó töltésre a mágneses tér által kifejtett erő arányos a töltés sebességével és a mágneses tér irányával.
Mi a különbség a mágnesesség és a gravitáció között?
• A gravitációs erők a tömegnek, a mágnesesség pedig a mozgó töltéseknek köszönhető.
• A mágneses erők vonzóak vagy taszítóak lehetnek, de a gravitációs erők mindig vonzóak.
• A Gauss-törvény tömegekre történő alkalmazása megadja a teljes gravitációs fluxust a zárt felület felett, miközben a tömeg be van zárva, de ez a mágnesekre alkalmazva mindig nullát ad.
• Mivel nincsenek mágneses monopólusok, a teljes mágneses fluxus bármely zárt felület felett mindig nulla.
