Как да изчислим силата на гравитацията

Съдържание

• Силата на гравитацията
• Гравитация обяснено
• Формула поради гравитацията
• Съвети

Гравитацията е навсякъде - както буквално, така и в ежедневните съзнателни постъпки на хората по цялата планета. Трудно или невъзможно е да си представим, че живеете в свят, свободен от неговите ефекти, или дори в такъв, в който ефектите бяха ощипани от „малка“ сума - да речем, „само“ около 25 процента. Е, представете си, че ще отидете от това, че не можете да скачате достатъчно високо, за да докоснете баскетболна джанта с височина 10 фута, за да можете да потънете с лекота; става въпрос за това как 25-процентова печалба в скачащата способност благодарение на намалената гравитация би осигурила огромен брой хора!

Една от четирите основни физически сили, гравитацията влияе на всяко инженерно предприятие, което някога са предприели хората, особено в сферата на икономиката. Да можеш да изчислиш силата на гравитацията и да разрешиш свързани проблеми е основно и съществено умение във въвеждащите курсове по физика.

Силата на гравитацията

Никой не може да каже точно какво е гравитацията ", но е възможно да се опише математически и по отношение на други физически величини и свойства. Гравитацията е една от четирите основни сили в природата, останалите са силните и слабите ядрени сили (които действат на вътрешно-атомно ниво) и електромагнитната сила. Гравитацията е най-слабата от четирите, но оказва огромно влияние върху структурата на самата Вселена.

Математически силата на гравитацията в Нютони (или еквивалентно, kg m / s²) между всички масивни обекти М₁ и М₂ разделени от R метра се изразява като:

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

където универсален гравитационна константа G = 6.67 × 10^-11 N m²/килограма².

Гравитация обяснено

Величината г на гравитационното поле на всеки "масивен" обект (тоест галактика, звезда, планета, луна и т.н.) се изразява математически чрез връзката:

g = frac {GM} {d ^ 2}

където G е константата току-що дефинирана, М е масата на обекта и д е разстоянието между обекта и точката, в която се измерва полето. Можете да видите, като погледнете израза за F_Грав че г има единици на сила, разделени на маса, тъй като уравнението за г по същество е уравнението на силата на гравитацията (уравнението за F_Грав) без да се отчита масата на по-малкия предмет.

Променливата г следователно има единици за ускорение. В близост до повърхността на Земята ускорението, дължащо се на гравитационната сила на Земята, е 9,8 метра в секунда или 9,8 m / s², Ако решите да отидете далеч във физическата наука, ще видите тази цифра повече пъти, отколкото ще можете да преброите.

Формула поради гравитацията

Комбинирането на формулите в горните два раздела създава връзката

F = мг

където г = 9,8 m / s² на земята. Това е специален случай на втори закон за движение на Нютон, който е

F = ma

Формулата за ускоряване на гравитацията може да се използва по обичайния начин с така наречените нютонови уравнения на движение, които се отнасят за масата (m), скорост (V), линейно положение (х), вертикално положение (ш), ускорение (а) и време (т). Тоест, точно така д = (1/2)при², разстоянието, което един обект ще измине във времето т в линия под силата на дадено ускорение, разстоянието ш обект ще падне под силата на гравитацията във времето т се получава от израза д = (1/2)GT²или 4.9_t_² за обекти, попадащи под влиянието на земната гравитация.

Съвети