ఫిజిక్స్

ఫిజిక్స్

 గ్రహాలు
 గురుత్వత్వరణం:
 ఒక స్వేచ్ఛాయుత వస్తువుకు భూమి గురుత్వాకర్షణ బలం వల్ల కలిగిన త్వరణాన్ని భూమి గురుత్వత్వరణం అంటారు. దీని సగటు విలువ g = 9.8 m/s2

     స్వేచ్ఛగా కిందికి పడుతున్న వస్తువు వేగం పెరగడం వల్ల దానికి ధన త్వరణం ఉంటుంది. ఈ సందర్భంలో భూమి గురుత్వత్వరణ విలువను ధనాత్మకంగా (+g) గా తీసుకుంటారు.
     నిట్టనిలువుగా పైకి విసిరిన వస్తువు వేగం క్రమంగా తగ్గడం వల్ల దానికి రుణ త్వరణం ఉంటుంది. ఈ సందర్భంలో భూమి త్వరణాన్ని -జ గా తీసుకుంటారు.
 I.    భూమి ఆకారాన్ని బట్టి గురుత్వత్వరణ విలువలో మార్పు:
     భూమిపై ఏదైనా ఒక ప్రదేశం వద్ద
    గురుత్వ త్వరణం విలువ
     G = విశ్వ గురుత్వాకర్షణ స్థిరాంకం
     M= భూమి ద్రవ్యరాశి
     R= భూమి వ్యాసార్ధం
            
(లేదా)
భూమి తనచుట్టూ తాను పరిభ్రమించడం వల్ల ధ్రువాల వద్ద వాలుగా ఉండి భూమి వ్యాసార్ధం తక్కువగా ఉంటుంది. అందు వల్ల అక్కడ భూమి గురుత్వత్వరణ విలువ ఎక్కువ. ఈ కారణం వల్ల ఏదైనా వస్తువు భారం (W = mg) ధ్రువాల వద్ద ఎక్కువ.
     భూమధ్యరేఖ వద్ద భూమి ఉబ్బెత్తుగా ఉంటుంది. దాని వ్యాసార్ధం పెరగడం వల్ల గురుత్వత్వరణ విలువ తక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల  భూమధ్యరేఖ వద్ద వస్తువు భారం కూడా తక్కువ.
 II.    భూమి ఉపరితలం నుంచి వస్తువు పొందిన ఎత్తుతో పాటు భూమి గురుత్వత్వరణ విలువలో మార్పు:
     ఒక వస్తువును భూమి ఉపరితలం నుంచి కొంత ఎత్తుకు తీసుకొని వెళ్లినప్పుడు దానిపై ఉన్న గురుత్వత్వరణం
 కాబట్టి భూమి ఉపరితలం నుంచి వస్తువు పొందిన ఎత్తు పెరిగితే, దాని గురుత్వ త్వరణం విలువ తగ్గుతుంది.
     భూమి వ్యాసార్ధంలో సగం విలువకు సమానమైన ఎత్తుకు ఒక వస్తువును   తీసుకెళ్లినప్పుడు
     శూన్యం
     కాబట్టి శూన్యంలో ఒక వస్తువు భారం
      దీన్ని భారరహిత స్థితి అని అంటారు.
     విశ్వాంతరాళంలోకి వెళ్లిన ఏ వస్తువు భారమైనా శూన్యం అవుతుంది.
 III.    భూమి ఉపరితలం నుంచి వస్తువు వెళ్లిన లోతును బట్టి గురుత్వత్వరణ విలువలో మార్పు:
     ఒక వస్తువును భూమి ఉపరితలం నుంచి కొంత లోతుకు తీసుకెళ్లినప్పుడు అక్కడి గురుత్వ త్వరణం
 d = వెళ్లిన లోతు
     వస్తువు వెళ్లిన లోతు పెరిగితే దాని గురుత్వత్వరణ విలువ తగ్గుతుంది.
     ఒకవేళ వస్తువును భూమి ఉపరితలం నుంచి దాని కేంద్రం వద్దకు తీసుకెళ్లినప్పుడు అది వెళ్లిన లోతు... భూమి వ్యాసార్ధానికి సమానంగా ఉంటుంది. అంటే d=R, కాబట్టి
 
 కాబట్టి వస్తువు భారం
     భూమి కేంద్రం వద్ద వస్తువు భారరహిత స్థితిని పొందుతుంది.
     ఒక లఘు లోలకాన్ని భూమి కేంద్రం వద్దకు (లేదా) విశ్వాంతరాళంలోకి తీసుకెళ్లినప్పుడు దాని ఆవర్తన కాలం
 
         కానీ ఇక్కడ g=0
 
     (అనంతం)
     లఘులోలకం పౌనఃపున్యం
 అక్షాంశాలు, స్థానిక పరిస్థితులను బట్టి భూమి గురుత్వత్వరణ విలువలో మార్పు వస్తుంది.
     చంద్రుడిపై గురుత్వత్వరణ విలువ...  భూమి గురుత్వత్వరణ విలువలో ఆరో వంతు(g/6) మాత్రమే ఉంటుంది. కాబట్టి వస్తువు భారం అనేది 6వ వంతు మాత్రమే ఉంటుంది.
      భూమిపై వస్తువు భారం
     కానీ చంద్రుడిపై ఒక ప్రదేశంలో భూమి గురుత్వత్వరణాన్ని కనుక్కోవడానికి లఘులోలకం, ఎట్వినాస్ బ్యాలెన్‌‌స అనే సాధనాలను ఉపయోగిస్తారు.
     గురుత్వత్వరణ విలువలు సమానంగా ఉన్న ప్రాంతాలను ప్రపంచపటంలో ఊహాత్మక రేఖలతో కలిపారు. వీటిని  ఐసోగ్రామ్‌లు అంటారు.
     ఒక్క వస్తువు భూమి ఆకర్షణ పరిధిని దాటి శాశ్వతంగా విశ్వాంతరాళంలోకి వెళ్లడానికి కావల్సిన కనీస వేగాన్ని పలాయన వేగం అని అంటారు.
 
     పలాయన వేగం
     లేదా
     కానీ
     భూమి వ్యాసార్ధం R= 6400km
     g= 9.8m/s2
     భూమి ద్రవ్యరాశి m= 6×1024kg
     ఈ విలువలను పై సమీకరణాల్లో  రాస్తే...
     
     ఇంతటి వేగాన్ని రాకెట్లు, ఉపగ్రహాలు మాత్రమే సమకూర్చుతాయి.
     రాకెట్ ద్రవ్యరాశి, ఉపగ్రహం ద్రవ్యరాశి, రాకెట్ ప్రయోగ కోణంపై పలాయన వేగం ఆధారపడి ఉండదు.
 కక్ష్యావేగం:
 ఒక వస్తువు భూమి చుట్టూ నిర్దిష్ట కక్ష్యలో పరిభ్రమించేందుకు కావాల్సిన కనీస వేగాన్ని కక్ష్యావేగం అని అంటారు.
             లేదా
        అన్ని భౌతిక రాశుల విలువలను పై సమీకరణంలో రాస్తే... (భూమి విషయంలో)
     ఉపగ్రహాలు: విశ్వంలో పెద్ద వస్తువుల చుట్టూ పరిభ్రమిస్తున్న వస్తువులను ఉపగ్రహాలు అని అంటారు. వీటిని రెండు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు.
 1.    సహజ ఉపగ్రహాలు:
     ఉదాహరణ: చంద్రుడు
     సౌరకుటుంబంలో ఇప్పటివరకూ కనుగొ న్న సహజ ఉపగ్రహాల్లో గనిమెడా అనేది అతిపెద్ద ఉపగ్రహం. ఇది బృహస్పతి (గురు) గ్రహానికి ఉపగ్రహం.
 2.    కృత్రిమ ఉపగ్రహాలు:
     మానవుడు రాకెట్ల సహాయంతో అంతరి క్షంలో ప్రవేశపెట్టిన ఉపగ్రహాలను కృత్రిమ ఉపగ్రహాలు అంటారు.
     ఉదా: మనదేశం ప్రయోగించిన కొన్ని ముఖ్య కృత్రిమ ఉపగ్రహాలు
     1. ఆర్యభట్ట     2. భాస్కర-1
     3. భాస్కర-2     4. ఐఆర్‌ఎస్
     5. ఇన్‌శాట్
     ఒక ఉపగ్రహాన్ని భూమి ఉపరితలం నుంచి 36,000 కిలోమీటర్ల కక్ష్యలో ప్రయోగిస్తే... అది భూమి చుట్టూ ఒకసారి తిరిగి రావడానికి పట్టే సమయం 24 గంట లు (లేదా) ఒక రోజు. ఈ ఉప గ్రహాన్ని క మ్యూనికేషన్ల ఉపగ్రహం (లేదా) పార్కింగ్ ఉపగ్రహం అంటారు.
     భూమి కేంద్రం నుంచి భూస్థిర ఉపగ్రహం ఎత్తు
     ఉదా: మనదేశం ప్రయోగిస్తున్న ఇన్‌శాట్ శ్రేణి ఉపగ్రహాలన్నీ భూస్థిర ఉపగ్రహాలే. వీటి సేవలను టీవీ, రేడియో కార్యక్రమాల ప్రసారాలు, మొబైల్ ఫోన్లు, ఇంటర్నెట్ ప్రసారం మొదలైన వాటికోసం ఉపయోగిస్తున్నారు.
     భూమికి అతి సమీపంలో పరిభ్రమిస్తున్న ఉపగ్రహం ఆవర్తన కాలం సుమారు      T= 84.6 నిమిషాలు (లేదా) 5000 సెకన్లు.