Gravitatsion maydon kuchlanganligi va potensiali, ular orasidagi bog‘lanish. Ekvivalentlik prinsipi.
Potensial energiya. O‘zaro ta’sir kuchining tabiati qanday bo‘lishidan qat’iy nazar (gravitatsion, elektromagnit, kuchli yoki zaif ta’sir) har qanday ta’sirlashuvchi ikki jism yoki zarra ta’sir energiyasiga (ya’ni potensial energiyaga) ega bo‘ladilar. Potensial (ta’sir) energiyasi ta’sir kuchi vektori va ta’sir oralig‘i radius-vektorining skalyar ko‘paytmasiga teng bo‘lgan skalyar kattalikdir. Agar α < 900 bo‘lsa, jismlarning ta’sir kuchi itarishish xususiyatiga ega bo‘ladi va jismlar bir-biridan cheksizlikkacha (bir-birining ta’sir maydonidan tashqariga) uzoqlashishga intiladilar. Jismlarni cheksizlikka ko‘chirishda bajarilgan ish potensial energiyaning kamayish hisobiga bo‘ladi. Bunda potensial energiya musbat biror qiymatdan nolgacha kamayadi. Agar α > 900 bo‘lsa, jismlarning ta’sir kuchi tortishish xususiyatiga ega bo‘ladi va jismlar bir-biriga yaqinlashishga intiladilar. Jismlarni cheksizlikkacha (bir-birining ta’sir maydonidan tashqariga) uzoqlashtirish uchun tortish kuchi ish bajarmaydi, balki tortish kuchiga qarshi tashqi kuch ish bajarish kerak bo‘ladi. Bunda potensial energiya manfiy biror qiymatdan nolgacha oshadi. Xulosa qilib shuni aytish mumkinki, tortishuvchi jismlarning potensial energiyasi manfiy, itarishuvchi jismlarning potensial energiyasi esa musbat bo‘lar ekan (7.8- a,b rasm).
7.8-rasm
Gravitatsion maydon potensial energiyasi. Oralaridagi masofa r ga teng bo‘lgan M va m massali ikki jism yoki zarraning potensial energiyasi quyidagicha bo‘ladi:
Isboti: Potensial energiya ta’sir energiyasi bo‘lganligi uchun, u ta’sir kuch vektori va radius vektorining skalyar ko‘paytmasiga teng bo‘ladi Yer sirtida turgan m massali jismning potensial energiyasi quyidagicha bo‘ladi: Yuqoridagi formuladan ko‘rinadiki, Yer sirtida turgan har qanday 1 kg massaga ega bo‘lgan jism -6,245·107 J = -62,45 MJ potensial energiyaga ega bo‘lar ekan, ya’ni bu jismni Yerning ta’sir maydonidan chiqarib yuborish uchun tashqi kuchlar 62,45 MJ ish bajarish kerak ekan. Hisoblashlarga ko‘ra, 1 kg massali jismni Yerning ta’sir maydonidan chiqarib yuborish uchun havoning qarshiligini ham qo‘shib hisoblaganda jami 80 MJ ish bajarish kerak bo‘lar ekan.
