כוח המשיכה נמצא בכל מקום - הן באופן מילולי והן בעשייה המודעת של אנשים ברחבי כדור הארץ. קשה או בלתי אפשרי לדמיין לחיות בעולם נטול השפעותיו, או אפילו בעולם בו ההשפעות הותאמו בכמות "קטנה" - נניח "רק" כ- 25 אחוזים. ובכן, דמיין את עצמך עובר מלהיות לא מספיק מסוגל לקפוץ מספיק גבוה כדי לגעת בשולי כדורסל בגובה 10 מטר ליכולת לטרוק בקלות; זה בערך מה שרווח של 25 אחוז ביכולת הקפיצה בזכות כוח המשיכה המופחת יספק מספר עצום של אנשים!
אחד מארבעת הכוחות הפיזיקליים הבסיסיים, כוח המשיכה משפיע על כל מפעל הנדסי שבני אדם ביצעו אי פעם, במיוחד בתחום הכלכלה. היכולת לחשב את כוח הכבידה ולפתור בעיות קשורות היא מיומנות בסיסית וחיונית בקורסי מבוא למדעי הפיזיקה.
כוח הכבידה
איש אינו יכול לומר בדיוק מהי "כוח המשיכה", אך ניתן לתאר זאת מתמטית ומונחים על כמויות ותכונות פיזיקליות אחרות. כוח המשיכה הוא אחד מארבעת הכוחות הבסיסיים בטבע, האחרים הם הכוחות הגרעיניים החזקים והחלשים (הפועלים ברמה התוך אטומית) והכוח האלקטרומגנטי. כוח הכבידה הוא החלש מבין הארבעה, אך יש לו השפעה עצומה על האופן שבו היקום עצמו בנה.
מתמטית, כוח הכובד בניוטון (או שווה ערך, ק"ג מ"ש2) בין שני אובייקטים המונייםM1 וM2 מופרד על ידירמטר מתבטא כ:
F_ {grav} = \ frac {GM_1M_2} {r ^ 2}
איפה האוניברסלי קבוע הכבידהז = 6.67 × 10-11 N מ '2/kg2.
הכבידה מוסברת
העצמהזשל שדה הכבידה של כל עצם "מסיבי" (כלומר גלקסיה, כוכב, כוכב לכת, ירח וכו ') מתבטא באופן מתמטי על ידי הקשר:
g = \ frac {GM} {d ^ 2}
איפהזהאם הקבוע הוגדר זה עתה,Mהוא המסה של האובייקט ודהוא המרחק בין האובייקט לנקודה בה נמדד השדה. אתה יכול לראות על ידי הסתכלות על הביטוי עבורFגרב זֶהזיש יחידות כוח מחולקות במסה, שכן המשוואה לזהוא בעצם משוואת כוח הכבידה (המשוואה עבורFגרבללא התחשבנות במסת האובייקט הקטן יותר.
המשתנהזלכן יש יחידות תאוצה. בקרבת פני כדור הארץ התאוצה הנובעת מכוח הכבידה של כדור הארץ היא 9.8 מטר לשנייה לשנייה, או 9.8 מ '/ ש'2. אם תחליט להגיע רחוק במדעי הפיזיקה, תראה נתון זה פעמים רבות יותר ממה שתוכל לספור.
כוח עקב נוסחת כוח הכבידה
שילוב הנוסחאות בשני החלקים שלעיל מייצר את הקשר
F = מ"ג
איפהז= 9.8 מ 'לשנייה2 על פני כדור הארץ. זהו מקרה מיוחד של חוק התנועה השני של ניוטון, כלומר
F = אמא
ניתן להשתמש בנוסחת האצת הכבידה בצורה הרגילה עם מה שנקרא משוואות תנועה ניוטוניות המתייחסות למסה (M), מהירות (v), מיקום ליניארי (איקס), מיקום אנכי (y), תאוצה (א) והזמן (t). כלומר, בדיוק כמוד = (1/2)בְּ-2, המרחק שאובייקט יעבור בזמןtבקו בכוח של תאוצה נתונה, המרחקyאובייקט ייפול תחת כוח הכבידה בזמןtניתנת על ידי הביטויד = (1/2)gt2, או 4.9t2 לחפצים הנופלים תחת השפעת כוח המשיכה של כדור הארץ.
טיפים
בפיזיקה מקדימה, כשאתה מתבקש לפתור בעיות כוח משיכה כולל נפילה חופשית, אתה מתבקש להתעלם מההשפעות של התנגדות האוויר. בפועל, השפעות אלה הן ניכרות, כפי שתלמד אם אתה עוסק בהנדסה או בתחום דומה.