Вопрос 7. Закон всемирного тяготения. Понятие гравитационного поля.

Открыт Ньютоном в 1667 году на основе анализа движения планет (з-ны Кеплера) и, в частности, Луны.

Все тела взаимодействуют друг с другом с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Закон справедлив для: 1. Однородных шаров.

2. Для материальных точек.

3. Для концентрических тел.

Гравитационное взаимодействие существенно при больших массах.

Применение: 1. Закономерности движения планет и их спутников. Уточнены законы Кеплера.2. Космонавтика. Расчет движения спутников.

Внимание!: 1. Закон не объясняет причин тяготения, а только устанавливает количественные закономерности.

2. В случае взаимодействия трех и более тел задачу о движении тел нельзя решить в общем виде.

3. В случае тел произвольной формы требуется суммировать взаимодействия между малыми частями каждого тела.

Анализ закона:

1. Сила направлена вдоль прямой, соединяющей тела.

2. G - постоянная всемирного тяготения (гравитационная постоянная). Числовое значение зависит от выбора системы единиц.

В Международной системе единиц (СИ) G=6,67.10-11.

Впервые прямые измерения гравитационной постоянной провел Г. Кавендиш с помощью крутильных весов в 1798 г.

Пусть m1=m2=1 кг, R=1 м, тогда: G=F (численно).

ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ (поле тяготения), один из видов поля физического, посредством которого осуществляется гравитационное взаимодействие (притяжение) тел, например Солнца и планет Солнечной системы, планет и их спутников, Земли и находящихся на ней или вблизи нее тел

8. Самоорганизация сложных систем

Под самоорганизацией понимается спонтанный процесс, в ходе которого возникает, воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической системы. В отличие от самоорганизации, управление имеет не только целенаправленный, но и упорядоченный характер. В ходе изучения процессов эволюции было показано, что сложные структуры не могут существовать без управления. Можно сказать, что самоорганизация – это стохастическое управление, а управление – это упорядоченная самоорганизация.

Самоуправляемыми (самоорганизующимися) системами называют те, в которых управляющие центры появляются и сменяются стохастически, в них трудно вычленить управляющую (доминантную) подсистему.

Самоорганизующиеся системы могут состоять как из разнообразных (например, биосфера), так и из однородных элементов (например, звезды, кристаллы и т.п.).

Связи между элементами в организуемых системах в основном лабильные, стохастические (случайные).

Самоорганизующиеся системы более разнообразны, чем управляемые. В них результат (иногда случайный) может достигаться способом перебора множества альтернатив. Но именно избыточная альтернативность вариантов поведения является способом обнаружения оригинальных решений. Организованное управление эффективнее и рациональнее только в рамках ограниченного количества ситуаций.

В ходе эволюции всегда имеет место сочетание управления и самоорганизации, алгоритмов и стохастизма (генерация случайных состояний). Самоорганизующиеся системы имеют тенденцию превращения в управляемые. В результате накопления опыта управление начинает преобладать над стохастической самоорганизацией.

Процессы организации и дезорганизации, созидании и разрушения предопределяют глобальное равновесие в мире. Для динамично развивающегося процесса эволюции необходимы определенная доля хаоса, спонтанности развития и самоуправления и определенная доля внешнего управления, которые должны быть сбалансированы и согласованы друг с другом.