Grawitacja a magnetyzm
Siła grawitacji i siły magnetyczne to dwie z najbardziej podstawowych sił, na których zbudowany jest wszechświat. Bardzo ważne jest, aby mieć wystarczające zrozumienie tych podstawowych sił, aby zrozumieć mechanikę wszechświata. Grawitacja wraz z siłą elektromagnetyczną, słabą siłą jądrową i silną siłą jądrową tworzą cztery podstawowe siły wszechświata. Teorie te odgrywają istotną rolę w takich dziedzinach, jak kosmologia, teoria względności, mechanika kwantowa, astronomia, astrofizyka, fizyka cząstek elementarnych i prawie wszystko, co jest w znanym wszechświecie. W tym artykule omówimy teorie stojące za grawitacją i magnetyzmem, ich podobieństwa, sposób ich występowania we wszechświecie i wreszcie ich różnice.
Powaga
Grawitacja to siła działająca na dowolną masę. Masa jest warunkiem koniecznym i wystarczającym dla grawitacji. Wokół dowolnej masy zdefiniowano pole grawitacyjne. Weź masy m1 i m2 umieszczone w pewnej odległości r od siebie. Siła grawitacji pomiędzy tymi dwoma masami wynosi G.m1.m2 / r ^ 2, gdzie G jest uniwersalną stałą grawitacji. Ponieważ ujemne masy nie są obecne, siła grawitacji jest zawsze atrakcyjna. Nie ma odpychających sił grawitacyjnych. Należy zauważyć, że siły grawitacyjne są również wzajemne. Oznacza to, że siła m1 wywierana na m2 jest równa i przeciwna do siły m2 wywieranej na m1.
Potencjał grawitacyjny w punkcie definiuje się jako ilość pracy wykonanej na masie jednostkowej podczas przenoszenia jej z nieskończoności do danego punktu. Ponieważ potencjał grawitacyjny w nieskończoności jest zerowy, a ilość pracy do wykonania jest ujemna, potencjał grawitacji jest zawsze ujemny. Dlatego też grawitacyjna energia potencjalna dowolnego obiektu jest również ujemna.
Magnetyzm
Magnetyzm występuje z powodu prądów elektrycznych. Prosty przewodnik przewodzący prąd wywiera siłę normalną do prądu na inny przewodnik przewodzący prąd umieszczony równolegle do pierwszego przewodu. Ponieważ ta siła jest prostopadła do przepływu ładunków, nie może to być siła elektryczna. Zostało to później zidentyfikowane jako magnetyzm. Nawet magnesy trwałe, które widzimy, są oparte na pętli prądowej utworzonej przez spin elektronu.
Siła magnetyczna może być atrakcyjna lub odpychająca, ale jest to zawsze wzajemne. Pole magnetyczne wywiera siłę na każdy poruszający się ładunek, ale nie ma to wpływu na ładunki stacjonarne. Pole magnetyczne poruszającego się ładunku jest zawsze prostopadłe do prędkości. Siła działająca na poruszający się ładunek przez pole magnetyczne jest proporcjonalna do prędkości ładunku i kierunku pola magnetycznego.
Jaka jest różnica między magnetyzmem a grawitacją?
• Siły grawitacyjne powstają z powodu masy, a magnetyzm występuje z powodu poruszających się ładunków.
• Siły magnetyczne mogą być przyciągające lub odpychające, ale siły grawitacyjne są zawsze atrakcyjne.
• Zastosowanie prawa Gaussa do mas daje całkowity strumień grawitacji nad zamkniętą powierzchnią, gdy masa jest zamknięta, ale w przypadku magnesów zawsze daje to zero.
• Ponieważ nie ma magnetycznych monopoli, całkowity strumień magnetyczny na dowolnej zamkniętej powierzchni wynosi zawsze zero.
