Siła pola grawitacyjnego to mechanizm pomiaru grawitacji. Pokazuje wielkość grawitacji w określonym miejscu.
Natężenie pola grawitacyjnego jest wielkością wektorową składającą się z kierunku oraz wielkości.
Czy siła pola grawitacyjnego jest wektorem? Tak, ponieważ jego formułą jest siła grawitacyjna na jednostkę masy. Ponieważ siła pola grawitacyjnego składa się z siły i jako siła jest wielkością wektorową, to naturalnie czyni z niej wielkość wektorową.
A ilość skalarna będzie miał tylko wielkość, tj. liczbę. Na przykład – 25 metrów. Zawsze jest jednowymiarowa.
A wielkość wektorowa będzie miał zarówno wielkość, jak i kierunek. Na przykład – 25 metrów na północ. Jest wielowymiarowy.
Co to jest grawitacja?
Grawitacja jest wyrażona jako siła przyciągania pomiędzy dowolnymi dwoma obiektami we wszechświecie. Jest to najsłabsza siła we wszechświecie i nie ma określonego zasięgu.
Siła grawitacji jest ogromna, gdy obiekt jest cięższy. W ten sposób zawsze lżejszy obiekt będzie przyciągany w kierunku cięższego obiektu. Z tego powodu Ziemia krąży wokół Słońca, a Księżyc wokół Ziemi.
Ekscytującym faktem dotyczącym grawitacji jest to, że wszystkie obiekty w tym wszechświecie, łącznie z ludźmi, mają swoje własne pole grawitacyjne!
Tak! Przeczytałeś to poprawnie. Ale ponieważ grawitacja jest najsłabszą siłą, wszystkie inne pola grawitacyjne są nieistotne w porównaniu z siłą grawitacji Ziemi lub w rzeczywistości są słabsze niż siła grawitacji jakiejkolwiek innej planety.
Aby porównać pole grawitacyjne człowieka z polem grawitacyjnym Ziemi, weźmy przykład. Powiedzmy, że osoba A stoi jeden metr od osoby B, która waży 100 kg. Przyspieszenie grawitacyjne Ziemi będzie 1.5 miliarda razy większe niż przyspieszenie grawitacyjne osoby B. Dlatego osoba A nie będzie przyciągać do osoby B.
Innym krytycznym tematem, na który silnie wpływa grawitacja, jest masa i waga. Masa to ilość materii dostępnej w obiekcie, podczas gdy waga jest wynikiem działającej na niego siły grawitacji. Masa pomnożona przez grawitację daje wagę.
w = mxg
| Gdzie, | w = Waga |
| g = siła pola grawitacyjnego lub przyspieszenie grawitacyjne | |
| m = Masa obiektu |
Grawitacja to jedna z czterech żywiołów natury. Grawitacja wpływa na układ słoneczny, a właściwie na każdy system we wszechświecie. Powstawanie gwiazd, planet, asteroid itp. wszystko zależy od grawitacji.
Różni naukowcy, tacy jak Robert Hooke, Galileo Galilei, jezuici Grimaldi, Riccioli, Bullialdus, Borelli itd., przedstawili różne teorie na temat grawitacji, a niektóre z nich są do siebie bardzo podobne, ale wciąż nie do końca udowodnione w praktyce. Starożytni greccy filozofowie, tacy jak Archimedes, rzymski architekt i inżynier – Witruwiusz, indyjscy matematycy i astronomowie tacy jak Aryabhatta i Brahmagupta również zidentyfikowali Grawitację.
Ale potem, pewnego pięknego dnia, jabłko spadło na sir Isaaca Newtona i wyprowadził on „Prawo Uniwersalnego Grawitacji Newtona” i świat poszedł za nim. Zgodnie z teorią Newtona siła grawitacji jest wprost proporcjonalna do iloczynu mas i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.
Równanie siły grawitacji jest podane jako:
Fa(m1m2)/R2
Aby usunąć znak proporcjonalności, dodawana jest stała. W tym scenariuszu jest to stała grawitacyjna „G”.
F=G*(m1m2)/R2
| Gdzie, | F = siła grawitacyjna |
| G = stała grawitacyjna = 6.674 x 10-11 nm2.kg-2 | |
| m1 = Masa obiektu 1 | |
| m2 = Masa obiektu 2 | |
| r = Odległość między środkami obiektów |
Czytaj więcej na Czy grawitacja jest siłą zewnętrzną?
Dlaczego siła grawitacji jest wielkością wektorową?
Siła pola grawitacyjnego jest wielkością fizyczną według Mechanika klasyczna.
Siła pola grawitacyjnego jest oznaczona przez „g”, a jej wzór jest podany jako siła na jednostkę masy.
g=K/m
| Gdzie, | g = siła pola grawitacyjnego |
| F = siła grawitacyjna | |
| m = masa obiektu |
Zgodnie z tym wzorem jednostką g w układzie SI jest N/Kg, a ziemskie natężenie pola grawitacyjnego wynosi 10 N/Kg. „g” jest również określane jako Przyspieszenie grawitacyjne, wyrażony jako 9.8 m/s2 dla ziemi.
Ponieważ siła jest wielkością wektorową, siła grawitacyjna będzie wielkością wektorową, dzięki czemu natężenie pola grawitacyjnego będzie wielkością wektorową.
Swoją teorię grawitacji przedstawił również Albert Einstein ogólna teoria względności, a także zastąpiła teorię Newtona. Mimo to jest używany tylko wtedy, gdy wymagana jest ekstremalna dokładność lub gdy mamy do czynienia z silnym polem grawitacyjnym w pobliżu supermasywnego i niezwykle gęstego obiektu, takiego jak czarna dziura.
Kredyty Image: istockphoto
Uginanie czasoprzestrzeni jest skomplikowanym pojęciem, ale wyjaśnia je ogólna teoria względności Alberta Einsteina. Tutaj musimy tylko zrozumieć, że obejmuje on trójwymiarową przestrzeń i jednowymiarowy czas, a zatem jest to 3-wymiarowy przepływ. Tak więc, z powodu grawitacji, następuje zmiana w przepływie czasoprzestrzeni, powodująca różne postrzeganie obserwacji zdarzenia z różnych miejsc lub obserwatorów.
Czytaj więcej na Czy grawitacja jest siłą konserwatywną?
Porównanie przyspieszenia grawitacyjnego na różnych planetach naszego Układu Słonecznego.
Przyspieszenie grawitacyjne to prędkość, z jaką planeta ciągnie ciało. Dla Ziemi jego wartość wynosi 9.8 m / s2. Spróbujmy znaleźć przyspieszenie grawitacyjne na różnych planetach obecnych w naszym Układzie Słonecznym.
Przyspieszenie grawitacyjne dowolnej planety można wykryć za pomocą wzoru:
g=Gm/r2
| Gdzie, | g = przyspieszenie grawitacyjne |
| G = stała grawitacyjna = 6.674 x 10-11 Nm2. kg-2 (wszędzie będzie tak samo) | |
| r = promień planety | |
| m = masa planety |
- Przyspieszenie grawitacyjne na Merkurym
| Dla Merkurego, | g =? |
| G = 6.674 x 10-11 Nm2. kg-2 | |
| r = ~2.4 x 106 m | |
| m = 3.28 x 1023 Kg |
Umieszczając wszystkie te informacje w formule, otrzymujemy:
g = 3.61 SM2
- Przyspieszenie grawitacyjne na Wenus
| Dla Wenus, | g =? |
| G = 6.674 x 10-11 Nm2. kg-2 | |
| r = ~6.07 x 106 m | |
| m = 4.86 x 1024 Kg |
Umieszczając wszystkie te informacje w formule, otrzymujemy:
g = 8.83 SM2
- Przyspieszenie grawitacyjne Na Marsie
| Dla Marsa, | g =? |
| G = 6.674 x 10-11 Nm2. kg-2 | |
| r = ~3.38 x 106 m | |
| m = 6.42 x 1023 Kg |
Umieszczając wszystkie te informacje w formule, otrzymujemy:
g = 3.75 SM2
- Przyspieszenie grawitacyjne na Jowiszu
| Dla Jowisza | g =? |
| G = 6.674 x 10-11 Nm2. kg-2 | |
| r = ~6.98 x 107 m | |
| m = 1.90 x 1027 Kg |
Umieszczając wszystkie te informacje w formule, otrzymujemy:
g = 26.0 SM2
- Przyspieszenie grawitacyjne na Saturnie
| Dla Saturna, | g =? |
| G = 6.674 x 10-11 Nm2. kg-2 | |
| r = ~5.82 x 107 m | |
| m = 5.68 x 1026 Kg |
Umieszczając wszystkie te informacje w formule, otrzymujemy:
g = 11.2 SM2
- Przyspieszenie grawitacyjne na Uranie
| Dla Urana, | g =? |
| G = 6.674 x 10-11 Nm2. kg-2 | |
| r = ~2.35 x 107 m | |
| m = 8.68 x 1025 Kg |
Umieszczając wszystkie te informacje w formule, otrzymujemy:
g = 10.5 SM2
- Przyspieszenie grawitacyjne na Neptunie
| Dla Neptuna, | g =? |
| G = 6.674 x 10-11 Nm2. kg-2 | |
| r = ~ 2.27 x 107 m | |
| m = 1.03 x 1026 Kg |
Umieszczając wszystkie te informacje w formule, otrzymujemy:
g = 13.3 SM2
Stała grawitacyjna a przyspieszenie grawitacyjne
Istnieją niezliczone i niezwykłe różnice między stałą grawitacyjną a przyspieszeniem grawitacyjnym. Łatwo byłoby je przestudiować w formie tabelarycznej.
| Stała grawitacyjna | Przyspieszenie grawitacyjne |
| Jest to empiryczna stała fizyczna. | Przyspieszenie spowodowane grawitacją na obiekcie podczas swobodnego spadania (zazwyczaj w próżni). |
| Znana również jako „stała grawitacji newtonowskiej” lub „uniwersalna stała grawitacyjna” lub „stała grawitacyjna Cavendisha”. | Znany również jako „siła pola grawitacyjnego”. |
| Oznaczone literą „G”. | Oznaczone przez „g”. |
| Wartość stałej grawitacyjnej jest niezależna od wszystkich czynników, a zatem pozostaje taka sama w całym wszechświecie. | Wartość przyspieszenia grawitacyjnego jest różna na różnych planetach lub innych obiektach astronomicznych. |
| Jest proporcjonalności stała, a zatem pozostanie taka sama wszędzie, czy to w środku planety, poza nią, w pobliżu biegunów, w próżni itp., wartość G pozostanie taka, jaka jest, bez żadnej zmiany . | Przyspieszenie grawitacyjne jest maksymalne na powierzchni ziemi. Przyspieszenie grawitacyjne zaczyna się zmniejszać, niezależnie od tego, czy poruszamy się w górę, czy w dół. |
| Stała grawitacyjna jest wielkością skalarną. | Przyspieszenie grawitacyjne jest wielkością wektorową. |
| Wartość stałej grawitacyjnej nigdy nie jest zerowa. | Wartość przyspieszenia grawitacyjnego wynosi zero w środku Ziemi. |
| Brak formuły dla G. | Wzór na znalezienie g = F/m |
| Zależność między G i g można zapisać jako: G=gr2/mG = | Zależność między G i g można podać jako: g = GM/r2 |
| SI Jednostka G = N. m2 /kg2 | SI Jednostka g = m / s2 |
| G = 6.674 x 10-11 Nm2. kg-2 | Wartość przyspieszenia grawitacyjnego dla ziemi = g = 9.8 m / s2 |
Przeczytaj także:
- Czy pole grawitacyjne jest ujemne
- Soczewkowanie grawitacyjne
- Co zakrzywienie światła w polach grawitacyjnych mówi nam o czasoprzestrzeni?
- Czy pole grawitacyjne jest polem magnetycznym?
Jestem Durva Dave, ukończyłem studia podyplomowe z fizyki. Fizyka bardzo mnie fascynuje i lubię wiedzieć „dlaczego” i „jak” o wszystkim, co dzieje się w naszym wszechświecie. Staram się pisać moje blogi prostym, ale skutecznym językiem, aby czytelnik był łatwiejszy do zrozumienia i zapamiętania. Mam nadzieję, że z moją ciekawością jestem w stanie przekazać czytelnikom to, czego szukają poprzez moje blogi. Połączmy się przez LinkedIn.