Zawartość
Grawitacja jest wszędzie - zarówno dosłownie, jak i w codziennych świadomych działaniach ludzi na całym świecie. Trudno jest wyobrazić sobie życie w świecie wolnym od jego skutków, a nawet w świecie, w którym efekty zostały poprawione „małą” ilością - powiedzmy „tylko” o około 25 procent. Cóż, wyobraź sobie, że nie jesteś w stanie skakać wystarczająco wysoko, by dotknąć obręczy do koszykówki o wysokości 10 stóp, i być w stanie z łatwością zatrzasnąć; chodzi o to, jak 25-procentowy wzrost zdolności skakania dzięki zmniejszonej grawitacji zapewni ogromną liczbę ludzi!
Jedna z czterech podstawowych sił fizycznych, grawitacja, wpływa na każde przedsięwzięcie inżynierskie, jakie kiedykolwiek podjęli ludzie, szczególnie w dziedzinie ekonomii. Umiejętność obliczania siły grawitacji i rozwiązywania powiązanych problemów jest podstawową i niezbędną umiejętnością we wprowadzających kursach fizyki.
Moc grawitacji
Nikt nie może powiedzieć dokładnie, czym jest grawitacja, ale można ją opisać matematycznie i pod względem innych wielkości fizycznych i właściwości. Grawitacja jest jedną z czterech podstawowych sił w przyrodzie, pozostałe to silne i słabe siły jądrowe (działające na poziomie wewnątrzatomowym) i siła elektromagnetyczna. Grawitacja jest najsłabszą z czterech, ale ma ogromny wpływ na strukturę samego wszechświata.
Matematycznie siła grawitacji w niutonach (lub równoważnie, kg m / s2) między dowolnymi dwoma obiektami masy M.1 i M.2 rozdzielone przez r liczniki wyrażone są jako:
F_ {grav} = frac {GM_1M_2} {r ^ 2}gdzie uniwersalny stała grawitacji sol = 6.67 × 10-11 N m2/kg2.
Objaśnienie grawitacji
Wielkość sol pola grawitacyjnego dowolnego „masywnego” obiektu (to znaczy galaktyki, gwiazdy, planety, księżyca itp.) wyraża się matematycznie przez zależność:
g = frac {GM} {d ^ 2}gdzie sol jest właśnie zdefiniowaną stałą, M. jest masą obiektu i re to odległość między obiektem a punktem, w którym pole jest mierzone. Możesz to zobaczyć, patrząc na wyrażenie dla fagraw że sol ma jednostki siły podzielone przez masę, ponieważ równanie dla sol jest zasadniczo równaniem siły grawitacji (równanie dla fagraw) bez uwzględnienia masy mniejszego obiektu.
Zmienna sol dlatego ma jednostki przyspieszenia. W pobliżu powierzchni Ziemi przyspieszenie ziemskiej siły grawitacyjnej wynosi 9,8 metra na sekundę na sekundę lub 9,8 m / s2. Jeśli zdecydujesz się pójść daleko w dziedzinie nauk fizycznych, zobaczysz tę liczbę więcej razy, niż będziesz w stanie policzyć.
Siła spowodowana formułą grawitacyjną
Połączenie formuł w dwóch powyższych sekcjach tworzy relację
F = mggdzie sol = 9,8 m / s2 na ziemi. Jest to szczególny przypadek drugiej zasady ruchu Newtona, którą jest
F = maWzór na przyspieszenie grawitacyjne można stosować w zwykły sposób z tak zwanymi równaniami ruchu newtonowskiego, które odnoszą się do masy (m), prędkość (przeciwko), pozycja liniowa (x), pozycja pionowa (y), przyspieszenie (za) i czas (t). To znaczy tak jak re = (1/2)w2, odległość, jaką obiekt pokona w czasie t w linii pod wpływem danego przyspieszenia odległość y obiekt spadnie z czasem pod wpływem siły grawitacji t wynika z wyrażenia re = (1/2)gt2lub 4.9_t_2 dla obiektów podlegających grawitacji Ziemi.