Painovoima on voima, joka antaa esineille painoa ja saa ne putoamaan maahan pudotessaan. Kaksi suurta tekijää, massa ja etäisyys, vaikuttavat painovoiman voimaan esineeseen. Todistat arjen ensimmäisen tekijän - massiivisemmat esineet ovat painavampia. Toinen tekijä, etäisyys, on vähemmän tuttu, koska kestää tuhansien kilometrien matkan heikentääkseen merkittävästi maapallon painovoimaa. Newtonin painovoimalaki kuvaa hyvin tarkasti kuinka massa ja etäisyys vaikuttavat painovoimaan.
Newtonin gravitaatiolaki
Newtonin yleisen painovoiman lain mukaan kahden kohteen välinen painovoima on verrannollinen molempien esineiden massaan jaettuna esineiden välisen etäisyyden neliöllä. Tai yksinkertaisemmin:
F = \ frac {Gm_1m_2} {d ^ 2}
missä G on Newtonin gravitaatiovakio, m1 ja m2 ovat massoja, ja d on niiden välinen etäisyys. Tämän lain avulla voit selvittää, kuinka paljon painovoimaa esineellä on.
Esineiden massa
Kahden kohteen massa, joka on merkitty edellisessä yhtälössä m1 ja m2, on ensimmäinen tekijä, joka vaikuttaa kuhunkin esineeseen vaikuttavan painovoiman määrään. Mitä suuremmat massat ovat, sitä enemmän painovoimaa kukin esine kohdistaa toiselle. Yksinkertaisesti sanottuna: mitä enemmän esineellä on massa, sitä enemmän painovoima vaikuttaa kyseiseen esineeseen.
Objektien välinen etäisyys
Toinen tekijä, joka vaikuttaa kunkin kohteen painovoiman määrään, on kahden kohteen välinen etäisyys. Mitä suurempi etäisyys, sitä vähemmän painovoimaa kukin esine kohdistaa toiselle. Tämä tarkoittaa sitä, että mitä lähempänä objekti on toiseen, sitä enemmän painovoima vaikuttaa kyseiseen esineeseen.
Painovoima maapallolla
Koska maapallo on suuri ja massiivinen, voit käyttää yksinkertaistettua versiota Newtonin laista määrittääksesi kohteen painovoiman. Tässä tapauksessa voima on yhtä suuri kuin kohteen massa kerrottuna maapallon painovoiman kiihtyvyydellä:
F = mg
missä g on painovoiman kiihtyvyys: 9,81 metriä sekunnissa neliö. Maapallolla massa on ainoa tekijä, joka vaikuttaa painovoimaan. Painovoima vaikuttaa esineeseen, jolla on suuri massa, kuin pieneen massaan.
Voit käyttää samaa kaavaa muiden planeettojen ja kuiden kohteisiin vaikuttavan painovoiman löytämiseen, mutta painovoimakiihtyvyys vaihtelee jokaisella planeetalla tai kuulla.