Гравитация срещу магнетизъм
Гравитационната сила и магнитните сили са две от най-фундаменталните сили, върху които е изградена Вселената. Много е важно да имате достатъчно разбиране за тези фундаментални сили, за да разберете механиката на Вселената. Гравитацията заедно с електромагнитната сила, слабата ядрена сила и силната ядрена сила съставляват четирите основни сили на Вселената. Тези теории играят жизненоважна роля в области като космология, теория на относителността, квантова механика, астрономия, астрофизика, физика на частиците и почти всичко, което е в познатата вселена. В тази статия ще обсъдим теориите зад гравитацията и магнетизма, техните прилики, как се появяват във Вселената и накрая техните различия.
Гравитация
Гравитацията е силата, която възниква поради всяка маса. Масата е необходимото и достатъчно условие за гравитацията. Има гравитационно поле, определено около всяка маса. Вземете маси m1 и m2, поставени на разстояние r една от друга. Гравитационната сила между тези две маси е G.m1.m2 / r^2, където G е универсалната гравитационна константа. Тъй като не присъстват отрицателни маси, гравитационната сила винаги е притегателна. Няма отблъскващи гравитационни сили. Трябва да се отбележи, че гравитационните сили също са взаимни. Това означава, че силата, която m1 упражнява върху m2, е равна и противоположна на силата, която m2 упражнява върху m1.
Гравитационният потенциал в дадена точка се дефинира като количеството работа, извършена върху единица маса при пренасянето й от безкрайност до дадена точка. Тъй като гравитационният потенциал в безкрайност е нула и тъй като количеството работа, която трябва да се извърши, е отрицателно, гравитационният потенциал винаги е отрицателен. Следователно гравитационната потенциална енергия на всеки обект също е отрицателна.
Магнетизъм
Магнетизмът възниква поради електрически токове. Прав проводник с ток упражнява сила, нормална спрямо тока върху друг проводник с ток, разположен успоредно на първия проводник. Тъй като тази сила е перпендикулярна на потока от заряди, това не може да бъде електрическата сила. По-късно това беше идентифицирано като магнетизъм. Дори постоянните магнити, които виждаме, се основават на токова верига, създадена от въртенето на електрона.
Магнитната сила може да бъде привличаща или отблъскваща, но това винаги е взаимно. Магнитното поле упражнява сила върху всеки движещ се заряд, но неподвижните заряди не се засягат. Магнитното поле на движещ се заряд винаги е перпендикулярно на скоростта. Силата върху движещ се заряд от магнитно поле е пропорционална на скоростта на заряда и посоката на магнитното поле.
Каква е разликата между магнетизма и гравитацията?
• Гравитационните сили възникват поради масата, а магнетизмът възниква поради движещите се заряди.
• Магнитните сили могат да бъдат привличащи или отблъскващи, но гравитационните сили винаги са притегателни.
• Прилагането на закона на Гаус към масите дава общия гравитационен поток върху затворената повърхност, тъй като масата е затворена, но това, приложено към магнитите, винаги дава нула.
• Тъй като няма магнитни монополи, общият магнитен поток над всяка затворена повърхност винаги е нула.
