Како израчунати силу гравитације

Гравитација је свуда - и буквално и у свакодневном свесном поступању људи широм планете. Тешко је или немогуће замислити да живимо у свету без његових ефеката, или чак у оном где су ефекти укроћени за „малу“ количину - рецимо, „само“ око 25 процената. Па, замислите себе како прелазите из неспособности да скочите довољно високо да додирнете 10 стопа висок кошаркаски обод до могућности да с лакоћом закуцате; ово је отприлике оно што би 25-постотни добитак у способности скакања захваљујући смањеној гравитацији обезбедио огромном броју људи!

Једна од четири основне физичке силе, гравитација утиче на свако инжењерско предузеће које су људи икада предузели, посебно у сфери економије. Способност израчунавања силе гравитације и решавања повезаних проблема основна је и основна вештина уводних курсева физичке науке.

Сила гравитације

Нико не може тачно да каже шта је „гравитација“, али је могуће описати математички и у смислу других физичких величина и својстава. Гравитација је једна од четири основне силе у природи, а остале су јаке и слабе нуклеарне силе (које делују на интраатомском нивоу) и електромагнетна сила. Гравитација је најслабија од ове четири, али има огроман утицај на то како је свемир сам себе структурирао.

Математички, сила гравитације у Њутнима (или еквивалентно, кг м / с2) између било која два предмета масеМ.1 иМ.2 одвојенерметара изражава се као:

Ф_ {грав} = \ фрац {ГМ_1М_2} {р ^ 2}

гдеуниверзалан​ ​константа гравитацијеГ.​ = 6.67 × 10-11 Н м2/kg2.

Објашњена гравитација

Магнитудаггравитационог поља било ког „масивног“ објекта (односно галаксије, звезде, планете, месеца итд.) изражава се математички односом:

г = \ фрац {ГМ} {д ^ 2}

гдеГ.је константа управо дефинисана,М.је маса предмета идје растојање између предмета и тачке у којој се мери поље. Можете видети ако погледате израз заФграв тогима јединице силе подељене са масом, јер једначина загје у суштини једначина силе гравитације (једначина заФграв) без урачунавања масе мањег предмета.

Променљивагдакле има јединице убрзања. У близини површине Земље, убрзање Земљине гравитационе силе износи 9,8 метара у секунди у секунди, односно 9,8 м / с2. Ако се одлучите за физички пут далеко, видећете ову цифру више пута него што ћете моћи да избројите.

Сила због гравитационе формуле

Комбиновањем формула у претходна два одељка настаје однос

Ф = мг

гдег= 9,8 м / с2 на земљи. Ово је посебан случај Њутновог другог закона кретања, који је

Ф = ма

Формула убрзања гравитације може се користити на уобичајени начин са такозваним Њутновим једначинама кретања које повезују масу (м), брзина (в), линеарни положај (Икс), вертикални положај (г.), убрзање (а) и време (т). Односно, исто каод​ = (1/2)​у2, удаљеност коју ће предмет прећи у временуту линији под снагом датог убрзања, растојањаг.предмет ће временом пасти под силу гравитацијетдобија се изразомд​ = (1/2)​гт2, или 4.9т2 за објекте који падају под утицај Земљине теже.

Савети

  • У уводној физици, када се од вас затражи да решите проблеме гравитације, укључујући слободан пад, од вас се тражи да занемарите ефекте отпора ваздуха. У пракси су ови ефекти знатни, јер ћете научити ако се бавите инжењерством или сличном облашћу.

  • Објави
instagram viewer