General Science
Gravity
पडताळलेले उत्तर (Verified)
MPSC सराव प्रश्न:
पुढीलपैकी कोणत्या घटनेचे स्पष्टीकरण गुरुत्वाकर्षणाच्या वैश्विक नियमाद्वारे (Universal law of gravitation) दिले जाते?
Which of the following phenomena is explained by the universal law of gravitation?
पर्याय (Options):
A
सूर्यामधील न्यूक्लियर फ्यूजन (केंद्रकीय संलयन)
B
अचूक उत्तर (Official Answer)
चंद्र आणि सूर्यामुळे येणारी भरती-ओहोटी
C
ध्रुवांमधील चुंबकीय आकर्षण
D
केंद्रकाभोवती इलेक्ट्रॉनची फिरणे (गती)
सविस्तर स्पष्टीकरण (Detailed Explanation):
अचूक उत्तर: पर्याय (2)
योग्य उत्तर चंद्र आणि सूर्यामुळे येणारी भरती-ओहोटी हे आहे.
स्पष्टीकरण आणि महत्त्वाचे मुद्दे:
• सर आयझॅक न्यूटन यांनी 1687 मध्ये मांडलेला गुरुत्वाकर्षणाचा वैश्विक नियम (Universal Law of Gravitation) असे सांगतो की, विश्वातील प्रत्येक कण इतर प्रत्येक कणाला अशा बलाने आकर्षित करतो जे त्यांच्या वस्तुमानाच्या गुणाकाराशी थेट प्रमाणबद्ध असते आणि त्यांच्यातील अंतराच्या वर्गाशी व्यस्त प्रमाणबद्ध असते.
• हा नियम भरती-ओहोटीच्या घटनेचे स्पष्टीकरण देतो, जी पृथ्वीच्या महासागराच्या पातळीची वेळोवेळी होणारी वाढ आणि घट आहे. भरती-ओहोटी प्रामुख्याने पृथ्वीवरील पाण्याच्या साठ्यांवर चंद्र आणि काही प्रमाणात सूर्याद्वारे प्रयुक्त होणाऱ्या गुरुत्वाकर्षणामुळे निर्माण होते.
• चंद्र पृथ्वीच्या जवळ असल्यामुळे, तो एक गुरुत्वाकर्षण प्रवणता (gravitational gradient) निर्माण करतो जो पाणी स्वतःकडे खेचतो. यामुळे चंद्राच्या बाजूला पाण्याचा फुगवटा (tidal bulge) तयार होतो आणि केंद्रापसारक प्रभाव व भिन्न गुरुत्वाकर्षणामुळे त्याच्या विरुद्ध बाजूला देखील तसाच फुगवटा तयार होतो.
• सूर्य देखील भरती-ओहोटीच्या बदलांमध्ये योगदान देतो; जेव्हा पौर्णिमा आणि अमावस्या दरम्यान पृथ्वी, चंद्र आणि सूर्य एका रेषेत येतात, तेव्हा त्यांच्या एकत्रित गुरुत्वाकर्षण बलामुळे अत्यंत तीव्र भरती येते, ज्याला उदाणाची भरती (Spring Tides) म्हणतात.
• त्यामुळे, भरती-ओहोटीची घटना हा गुरुत्वाकर्षणाच्या वैश्विक नियमाचा थेट उपयोजन आहे, ज्यामुळे हा पर्याय योग्य ठरतो.
पूरक माहिती:
• सूर्यामधील न्यूक्लियर फ्यूजन (केंद्रकीय संलयन):
• या प्रक्रियेत प्रचंड प्रमाणात ऊर्जा मुक्त करण्यासाठी हायड्रोजन केंद्रकांचे संलयन होऊन हेलियम तयार होतो.
• हे प्रामुख्याने प्रबल न्यूक्लियर बलाद्वारे (Strong Nuclear Force) नियंत्रित केले जाते, जे अत्यंत उच्च तापमान आणि दाबावर प्रोटॉनमधील विद्युतस्थितिक प्रतिसारणावर (electrostatic repulsion) मात करते.
• ध्रुवांमधील चुंबकीय आकर्षण:
• हे निसर्गातील चार मूलभूत बलांपैकी एक असलेल्या विद्युतचुंबकीय बलाचे (Electromagnetic Force) प्रकटीकरण आहे.
• यामध्ये वस्तुमानावर आधारित गुरुत्वाकर्षण आकर्षणाऐवजी चुंबकीय द्विध्रुव (magnetic dipoles) (उत्तर आणि दक्षिण ध्रुव) मधील परस्परसंवादाचा समावेश होतो.
• केंद्रकाभोवती इलेक्ट्रॉनची गती (फिरणे):
• इलेक्ट्रॉन अणू केंद्रकाभोवतीच्या कक्षेत कूलॉम बलाद्वारे (Coulomb force) टिकून राहतात, जे ऋण प्रभारित इलेक्ट्रॉन आणि धन प्रभारित प्रोटॉनमधील विद्युतस्थितिक आकर्षण असते.
• गुरुत्वीय स्थिरांक (G) चे मूल्य अंदाजे 6.674 × 10^(−11) Nm^(2)kg^(−2) आहे, ज्यामुळे विद्युतचुंबकत्वाच्या तुलनेत अणूची रचना नियंत्रित करण्यासाठी गुरुत्वाकर्षण अत्यंत कमकुवत ठरते.