Kako izračunati silu gravitacije

Sadržaj

• Sila gravitacije
• Objašnjenje gravitacije
• Sila zbog težine formule
• Savjet

Gravitacija je posvuda - i doslovno i u svakodnevnom svjesnom ponašanju ljudi širom planete. Teško je ili nemoguće zamisliti život u svijetu bez njegovih učinaka, ili čak u onom u kojem su učinci uglađeni "malom" količinom - recimo, "samo" oko 25 posto. Pa, zamislite sebe kako idete od toga da ne možete skočiti dovoljno visoko da biste dodirnuli košarkaški obruč visok 10 stopa do mogućnosti da se s lakoćom zabijete; ovdje se radi o tome što bi 25-postotni dobitak skočne sposobnosti zahvaljujući smanjenoj gravitaciji pružio ogromnom broju ljudi!

Jedna od četiri osnovne fizičke sile, gravitacija utječe na svako inženjersko poduzeće koje su ljudi ikada poduzimali, posebno u području ekonomije. Biti u stanju izračunati silu gravitacije i riješiti povezane probleme osnovna je i osnovna vještina u uvodnim tečajevima fizičkih znanosti.

Sila gravitacije

Nitko ne može reći točno što gravitacija "jest", ali moguće ju je opisati matematički i u smislu drugih fizičkih veličina i svojstava. Gravitacija je jedna od četiri temeljne sile u prirodi, ostale su jake i slabe nuklearne sile (koje djeluju na unutar-atomskoj razini) i elektromagnetska sila. Gravitacija je najslabija od četiri, ali ima golem utjecaj na to kako je svemir sam strukturirao.

Matematički, sila gravitacije u Newtonima (ili ekvivalentno, kg m / s²) između bilo koja dva objekta mase M₁ i M₂ razdvojen r metara se izražava kao:

F_ {grav} = frac {GM_1M_2} {r ^ 2}

gdje je univerzalan gravitacijska konstanta G = 6.67 × 10^-11 N m²/ kg².

Objašnjenje gravitacije

Veličine g gravitacijskog polja bilo kojeg "masivnog" objekta (tj. galaksije, zvijezde, planeta, mjeseca itd.), matematički se izražava odnosom:

g = frac {GM} {d ^ 2}

gdje G je konstanta upravo definirana, M je masa predmeta i d je udaljenost između objekta i točke u kojoj se mjeri polje. Možete vidjeti gledajući izraz za F_grav da g ima jedinice sile podijeljene s masom, budući da je jednadžba za g u osnovi je jednadžba sile gravitacije (jednadžba za F_grav) bez obračuna mase manjeg predmeta.

Varijabla g stoga ima jedinice ubrzanja. U blizini površine Zemlje, ubrzanje zahvaljujući Zemljinoj gravitacijskoj sili iznosi 9,8 metara u sekundi ili 9,8 m / s.², Ako se odlučite otići daleko u fizičkoj znanosti, vidjet ćete ovu brojku više puta nego što ćete moći računati.

Sila zbog težine formule

Kombinacijom formula u gornja dva odjeljka nastaje odnos

F = mg

gdje g = 9,8 m / s² na zemlji. Ovo je poseban slučaj drugog zakona gibanja iz Newtona, a to je

F = ma

Formula gravitacijskog ubrzanja može se koristiti na uobičajen način s takozvanim Newtonovim jednadžbama gibanja koje se odnose na masu (m), brzina (v), linearni položaj (x), okomiti položaj (y), ubrzanje () i vrijeme (t). Odnosno d = (1/2)na², udaljenost koju će objekt prijeći u vremenu t u liniji pod silom određenog ubrzanja, udaljenost y objekt će s vremenom pasti pod silu gravitacije t dobiva se izrazom d = (1/2)gt²ili 4.9_t_² za predmete koji padaju pod utjecajem gravitacije Zemlje.

Savjet