Tyngdekraft er den kraft, der lægger vægt på objekter og får dem til at falde til jorden, når de falder ned. To vigtige faktorer, masse og afstand, påvirker tyngdekraftens styrke på et objekt. Du er vidne til den første faktor i hverdagen - mere massive genstande er tungere. Den anden faktor, afstand, er mindre kendt, da det tager en afstand på mange tusinder af kilometer for at svække trækkraften af jordens tyngdekraft betydeligt. Newtons tyngdelov beskriver meget nøjagtigt, hvordan masse og afstand påvirker tyngdekraften.
Newtons Gravitation Law
Newtons lov om universel tyngdekraft siger, at tyngdekraften mellem to objekter er proportional med massen af begge objekter divideret med kvadratet for afstanden mellem objekterne. Eller mere simpelt:
F = \ frac {Gm_1m_2} {d ^ 2}
hvor G er Newtons tyngdekonstant, m1 og m2 er masserne, og d er afstanden mellem dem. Du kan bruge denne lov til at finde ud af, hvor meget tyngdekraften er på et objekt.
Masse af objekter
Massen af de to objekter, betegnet i ovenstående ligning som m
1 og m2, er den første faktor, der påvirker tyngdekraften, der virker på hver af objekterne. Jo større masser, jo mere tyngdekraft udøver hvert objekt på den anden. Kort sagt: jo mere masse et objekt har, jo mere virker tyngdekraften på det objekt.Afstand mellem objekter
Den anden faktor, der påvirker tyngdekraften på hvert objekt, er afstanden mellem de to objekter. Jo større afstand, desto mindre tyngdekraft udøver hvert objekt på den anden. Dette betyder, at jo tættere et objekt er på et andet, jo mere virker tyngdekraften på det objekt.
Tyngdekraften på jorden
Fordi Jorden er stor og massiv, kan du bruge en forenklet version af Newtons lov til at bestemme tyngdekraften på et objekt. I dette tilfælde er kraften lig med genstandens masse ganget med tyngdeacceleration på jordens overflade:
F = mg
hvor g er tyngdeacceleration: 9,81 meter pr. sekund i anden. På Jorden er masse den eneste faktor, der påvirker tyngdekraften. Tyngdekraften påvirker et objekt med en stor masse mere, end det påvirker et objekt med en lille masse.
Du kan anvende den samme formel til at finde tyngdekraften, der virker på objekter på andre planeter og måner, men tyngdeacceleration er forskellig for hver planet eller måne.