Gravitācija pret magnētismu
Gravitācijas spēks un magnētiskie spēki ir divi no vissvarīgākajiem spēkiem, uz kuriem balstās Visums. Ir ļoti svarīgi pietiekami izprast šos pamatspēkus, lai izprastu Visuma mehāniku. Gravitācija kopā ar elektromagnētisko spēku, vāju kodolspēku un spēcīgu kodolspēku veido četrus Visuma pamatspēkus. Šīm teorijām ir būtiska nozīme tādās jomās kā kosmoloģija, relativitāte, kvantu mehānika, astronomija, astrofizika, daļiņu fizika un gandrīz viss, kas ir zināmajā Visumā. Šajā rakstā mēs apspriedīsim gravitācijas un magnētisma teorijas, to līdzības, to parādīšanās veidu Visumā un, visbeidzot, atšķirības.
Gravitācija
Gravitācija ir spēks, kas rodas jebkuras masas ietekmē. Masa ir nepieciešams un pietiekams nosacījums gravitācijai. Ap jebkuru masu ir noteikts gravitācijas lauks. Ņem masas m1 un m2, kas novietotas attālumā r viena no otras. Gravitācijas spēks starp šīm divām masām ir G.m1.m2 / r^2, kur G ir universālā gravitācijas konstante. Tā kā negatīvas masas nav, gravitācijas spēks vienmēr ir pievilcīgs. Nav atgrūdošu gravitācijas spēku. Jāpiebilst, ka arī gravitācijas spēki ir savstarpēji. Tas nozīmē, ka spēks m1, kas iedarbojas uz m2, ir vienāds un pretējs spēkam m2, kas iedarbojas uz m1.
Gravitācijas potenciāls punktā tiek definēts kā darba apjoms, kas veikts ar masas vienību, nogādājot to no bezgalības līdz dotajam punktam. Tā kā gravitācijas potenciāls bezgalībā ir nulle un tā kā veicamā darba apjoms ir negatīvs, gravitācijas potenciāls vienmēr ir negatīvs. Tāpēc arī jebkura objekta gravitācijas potenciālā enerģija ir negatīva.
Magnētisms
Magnētisms rodas elektrisko strāvu dēļ. Taisns strāvu nesošais vadītājs iedarbojas strāvai normālu spēku uz citu strāvu nesošo vadītāju, kas novietots paralēli pirmajam vadītājam. Tā kā šis spēks ir perpendikulārs lādiņu plūsmai, tas nevar būt elektriskais spēks. Vēlāk tas tika identificēts kā magnētisms. Pat pastāvīgie magnēti, kurus mēs redzam, ir balstīti uz strāvas cilpu, ko rada elektrona griešanās.
Magnētiskais spēks var būt pievilcīgs vai atgrūdošs, taču tas vienmēr ir abpusēji. Magnētiskais lauks iedarbojas uz jebkuru kustīgu lādiņu, bet stacionārie lādiņi netiek ietekmēti. Kustīga lādiņa magnētiskais lauks vienmēr ir perpendikulārs ātrumam. Spēks uz kustīgu lādiņu ar magnētisko lauku ir proporcionāls lādiņa ātrumam un magnētiskā lauka virzienam.
Kāda ir atšķirība starp magnētismu un gravitāciju?
• Gravitācijas spēki rodas masas dēļ, un magnētisms rodas kustīgu lādiņu dēļ.
• Magnētiskie spēki var būt pievilcīgi vai atgrūdoši, taču gravitācijas spēki vienmēr ir pievilcīgi.
• Piemērojot Gausa likumu masām, tiek iegūta kopējā gravitācijas plūsma virs slēgtās virsmas, kad masa ir noslēgta, taču, piemērojot magnētiem, vienmēr tiek iegūta nulle.
• Tā kā nav magnētisko monopolu, kopējā magnētiskā plūsma virs jebkuras slēgtas virsmas vienmēr ir nulle.
