Sir Isaac Newton felfedezései forradalmasították a természeti világ megértését. Számos közreműködése közül az egyik legnagyobb horderejű volt a gravitáció elmélete. Noha a gravitáció a leggyengébb a négy fő erő közül, ez is egy hatalmas szerepet játszik a mi erőnkben mindennapi élet - mert bármennyire is gyenge, a Föld tömege akkora, hogy ránk húzza nagyon erős. Két objektum közötti gravitációs vonzás erejét Newton egyenleteivel kiszámíthatjuk.
Írja le Newton egyenletét a gravitációs erőre, F = G (M x m) / r négyzetre, ahol M az az egyik tárgy, m a másik tárgy tömege, és r a kettő középpontja közötti távolság tömegek. Ha például a Föld felszínén állsz, r az a távolság, amely a Föld közepétől hozzád (vagy pontosabban a közepedhez) esik, de általában nincs szükség ilyen pontosságra. G univerzális állandó. Nagyon kicsi a szám: 6,67 x 10 ^ -11 newtonméter négyzetenként kilogrammonként. Az állandó végén lévő egységek törlődnek az egyenletben szereplő egységekkel, így a válasz mindig newtonokban, a standard erőegységben szerepel.
Határozza meg a két objektum középpontja közötti távolságot. ha kvízproblémát dolgoz fel, valószínűleg megkapja ezt az információt. Ha a Föld felszínén vagy annak közelében lévő objektumra számol, akkor felhasználhatja a Föld átlagos sugárát, 6371 kilométert, és hozzáadhatja az objektum föld feletti magasságát.
Határozza meg a két tárgy tömegét. Ha a Föld a két objektum egyike, akkor tömege 5,9736 x 10 ^ 24 kilogramm - rendkívül nagy szám.
Csatlakoztassa ezeket a számokat az egyenletbe. Tegyük fel például, hogy a súlya 80 kilogramm, és a Föld felszínén áll. Ha az összes fenti számot bedugja az egyenletbe, akkor a következő lesz:
Erő = ((6,67 x 10 ^ -11 newtonméter négyzetenként kilogrammonként) * (5,9736 x 10 ^ 24 kilogramm) * (80 kilogramm)) / (6371 x 10 ^ 3 méter) négyzet = 785,3 newton. Szorozza meg válaszát newtonban 0,224809-gyel, hogy 177 fontot kapjon - ez valójában mennyi a súlya. Ne feledje, hogy a súly csak az erő mérése, ezért amikor fontokat mondunk, akkor valóban arról beszélünk, hogy a Föld mekkora erőt fejt ki rajtad, amely tömegétől függően változik.
Észrevesz valami érdekeset? A Föld nemcsak erőt fejt ki rád, hanem a Földre is. Ne feledje azonban Newton erőegyenletét:
Ha elosztja a Földön kifejtett erőt (példánkban 785,3 newton) a Föld tömegével, akkor megkapja a Föld gyorsulását gravitációs húzás. A Föld tömege olyan hatalmas, hogy ez a gyorsulás nevetségesen kicsi - valójában minden gyakorlati szempontból elhanyagolható. Ha elosztja a 785,3 newton tömegét a 80 kilogrammos tömegével, akkor másodpercenként 9,81 métert kap, ami nagyon jelentős gyorsulás.