गुरुत्वाकर्षण हर जगह है - ग्रह के चारों ओर लोगों के शाब्दिक और रोजमर्रा के सचेत कार्यों में। इसके प्रभावों से मुक्त दुनिया में रहने की कल्पना करना मुश्किल या असंभव है, या यहां तक कि एक में भी जहां प्रभावों को "छोटी" राशि से बदल दिया गया था - कहते हैं, "केवल" लगभग 25 प्रतिशत। ठीक है, कल्पना कीजिए कि आप 10 फुट ऊंचे बास्केटबॉल रिम को छूने के लिए पर्याप्त ऊंची छलांग लगाने में सक्षम नहीं होने से आसानी से स्लैम-डंक करने में सक्षम होने के लिए जा रहे हैं; यह इस बारे में है कि कम गुरुत्वाकर्षण के कारण छलांग लगाने की क्षमता में 25 प्रतिशत का लाभ बड़ी संख्या में लोगों को प्रदान करेगा!
चार मूलभूत भौतिक शक्तियों में से एक, गुरुत्वाकर्षण हर इंजीनियरिंग उद्यम को प्रभावित करता है जिसे मनुष्य ने कभी भी किया है, खासकर अर्थशास्त्र के क्षेत्र में। गुरुत्वाकर्षण बल की गणना करने और संबंधित समस्याओं को हल करने में सक्षम होना प्रारंभिक भौतिक विज्ञान पाठ्यक्रमों में एक बुनियादी और आवश्यक कौशल है।
गुरुत्वाकर्षण बल
कोई भी यह नहीं कह सकता कि गुरुत्वाकर्षण "क्या है", लेकिन गणितीय रूप से और अन्य भौतिक मात्राओं और गुणों के संदर्भ में इसका वर्णन करना संभव है। गुरुत्वाकर्षण प्रकृति में चार मूलभूत बलों में से एक है, अन्य मजबूत और कमजोर परमाणु बल (जो अंतर-परमाणु स्तर पर काम करते हैं) और विद्युत चुम्बकीय बल हैं। गुरुत्वाकर्षण चार में से सबसे कमजोर है, लेकिन इस पर बहुत प्रभाव पड़ता है कि ब्रह्मांड ने कैसे इसकी संरचना की।
गणितीय रूप से, न्यूटन में गुरुत्वाकर्षण बल (या समकक्ष, किग्रा मी/से)2) द्रव्यमान की किन्हीं दो वस्तुओं के बीचम1 तथाम2 द्वारा अलग किया गयाआरमीटर के रूप में व्यक्त किया जाता है:
F_{grav} = \frac{GM_1M_2}{r^2}
जहांयूनिवर्सल गुरुत्वाकर्षण स्थिरांकजी = 6.67 × 10-11 एन एम2/kg2.
गुरुत्वाकर्षण समझाया
महत्वजीकिसी भी "विशाल" वस्तु (अर्थात, एक आकाशगंगा, तारा, ग्रह, चंद्रमा, आदि) के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के संबंध द्वारा गणितीय रूप से व्यक्त किया जाता है:
जी = \ फ़्रेक {जीएम} {डी ^ 2}
कहां हैजीस्थिरांक बस परिभाषित है,मवस्तु का द्रव्यमान है औरघवस्तु और उस बिंदु के बीच की दूरी है जिस पर क्षेत्र को मापा जाता है। आप के व्यंजक को देखकर देख सकते हैंएफग्रेवी उसजीबल की इकाइयाँ द्रव्यमान से विभाजित होती हैं, क्योंकि समीकरण के लिए equationजीअनिवार्य रूप से गुरुत्वाकर्षण समीकरण का बल है ( के लिए समीकरण)एफग्रेवी) छोटी वस्तु के द्रव्यमान के लिए लेखांकन के बिना।
चरजीइसलिए त्वरण की इकाइयाँ हैं। पृथ्वी की सतह के पास, पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल के कारण त्वरण 9.8 मीटर प्रति सेकंड प्रति सेकंड या 9.8 मीटर/सेकेंड है।2. यदि आप भौतिक विज्ञान में बहुत दूर जाने का निर्णय लेते हैं, तो आप इस आंकड़े को गिनने में सक्षम होने से अधिक बार देखेंगे।
गुरुत्वाकर्षण सूत्र के कारण बल
उपरोक्त दो खंडों में सूत्रों का संयोजन संबंध उत्पन्न करता है
एफ = मिलीग्राम
कहां हैजी= 9.8 मी/से2 धरती पर। यह न्यूटन के गति के दूसरे नियम का एक विशेष मामला है, जो है
एफ = मा
गुरुत्वाकर्षण त्वरण सूत्र का उपयोग सामान्य तरीके से गति के तथाकथित न्यूटनियन समीकरणों के साथ किया जा सकता है जो द्रव्यमान से संबंधित हैं (म), वेग (वी), रैखिक स्थिति (एक्स), ऊर्ध्वाधर स्थिति (आप), त्वरण (ए) और समय (तो). यानी जैसेघ = (1/2)पर2, एक वस्तु समय में जितनी दूरी तय करेगीतोकिसी दिए गए त्वरण के बल के तहत एक रेखा में दूरीआपएक वस्तु समय में गुरुत्वाकर्षण बल के नीचे गिर जाएगीतोअभिव्यक्ति द्वारा उत्पन्न होता हैघ = (1/2)जीटी2, या 4.9तो2 पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में आने वाली वस्तुओं के लिए।
टिप्स
परिचयात्मक भौतिकी में, जब आपसे मुक्त गिरने सहित गुरुत्वाकर्षण की समस्याओं को हल करने के लिए कहा जाता है, तो आपको वायु प्रतिरोध के प्रभावों को अनदेखा करने के लिए कहा जाता है। व्यवहार में, ये प्रभाव काफी हैं, जैसा कि आप सीखेंगे यदि आप इंजीनियरिंग या इसी तरह के क्षेत्र का पीछा करते हैं।