Реферат: Пятое состояние вещества или Гравитационный коллапс

Реферат

По физике

Учащегося 9-Б класса

СОШ №24 г.Симферополя

Толкуева Олега.

ТЕМА:

«Пятое  состояние веществаили Гравитационный коллапс »

           

План

 

1).  Различные  состояния вещества.

2).  Гравитация.

3).  Понятие «Гравитационный коллапс»

                       

            В настоящее время науке известны следующие состояниявещества:

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

Вакуум — это один атом водорода на 1 куб\кмпространства                                               

Плотность – это количество вещества  в единице объема.

            2- жидкое — молекулы жидкости какправило дипольные и имеют связи друг с другом, молекулы находящиеся на границежидкости, не имея связи с молекулами газа реализуют эти связи с соседнимипограничными молекулами жидкости образуя слой ПАН (поверхностно активноенатяжение) так называемый «мениск».  Плотность жидкости выше плотности газа.

            3- твёрдое — молекулы связаны вкристаллической решетке, плотность твёрдого вещества выше плотности жидкости.         

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

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

 

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

                m1   х m2

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

                                               2

                        R

Где :                Fсилапритяжения двух тел с массами                 m1   и  m2

                     m1масcапервого тела;

 

                   m2масcа второго тела ;

 

                   Rрасстояниемежду центрами массэтих тел .

            Представим себе, что  m1 — массапланеты, а  m2 – масса вашего тела. Для планеты Земля  формулавыглядит так :

                        m1   х  m2

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

                земли                                    2

                                 R

где  Gгравитационная постоянная – коэффициентхарактеризующий конкретный состав  химических элементов из которых состоит нашапланета.

G– отбросим  и будем рассматривать общий вид формулыгравитации.

           

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

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

            II — втораякосмическая скорость( 11,18 км/сек) — выход на эллиптическуюорбиту;

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

Если скорость больше третьей – вы освободились отсилы 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 падаетоколо 300 тонн метеоритного вещества), m2 – массавашего тела –не изменилась – const,  R – средний радиус  Земли = 6,378 тыс.км, тоже неизменился — const, подставив этизначения в формулу гравитации увидим, что сила притяжения  F– увеличилась, а значит необходима большаясила и соответственно большаяскорость, чтобыпреодолеть эту новую силу притяжения и отправиться в свободный полет.

            Продолжая увеличивать массу  m1   и подставляя ее в формулугравитации, каждый раз будем получать новую, большую по величине, силупритяжения и соответственно, большую скорость необходимую для преодоления силыгравитации.

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

            Теперь представим, что масса планеты m1 увеличилась ещё на несколькокилограмм и теперь уже скорости света не достаточно для преодоления этой новойчудовищной силы притяжения!

            Образно это можно себе представить так: выстоите на этой планете, включаете фонарик, направляя его вверх, а луч света невыходит за орбиту, а по траектории загибается и падает в низ, обратно напланету – это означает, что звёздное тело сколлапсировало. Такие объекты внастоящее 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 Fтакже возрастает и в свою очередь еще сильнее  сжимая  звёздное телоуменьшает его радиусR,очередноеуменьшение размеров тела опять приводит к увеличению силы гравитации и этотнеобратимый  процесс сжатия заканчивается тем, что звёздное тело коллапсирует– сжимается до невероятно малых размеров и становится невидимым, ибо неизлучает и не отражает свет.

 

Коллапс — по-гречески — сжатие. Плотностьвещества этих объектов огромна — в настоящий момент вычислен гравитационныйрадиус нашей планеты Земля он равен 2,5м.

К счастью, наша ближайшая звездаСолнце, никогда не сколлапсирует ибо для этого нужна           1,2 массыСолнца.

               Открытиегравитационного коллапса или пятого состояния вещества принадлежит

русским  профессорам Шкловскому иЗельдовичу в конце 20-го века. Вот как описывает Зельдович космический корабльпопавший в зону гравитационного притяжения «Чёрной дыры»: «сначала корабльразрывает на куски, куски разрываются на молекулы, молекулы разрываются наатомы, атомы разрываются  на элементарные частицы, элементарные частицыразрываются на кварки, все это устремляется и сжимается в одну точку

/>

Рисунок чёрной дыры ввиде воронки.

еще рефераты
Еще работы по авиации и космонавтике