สองปัจจัยที่ส่งผลต่อแรงโน้มถ่วงบนวัตถุ

แรงโน้มถ่วงคือแรงที่ทำให้วัตถุมีน้ำหนักและทำให้วัตถุตกลงมาที่พื้นเมื่อตกลงมา ปัจจัยหลัก 2 ประการ คือ มวลและระยะทาง ส่งผลต่อความแรงของแรงโน้มถ่วงบนวัตถุ คุณเห็นปัจจัยแรกในชีวิตประจำวัน - วัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่าจะหนักกว่า ปัจจัยที่สอง ระยะทาง ไม่ค่อยคุ้นเคย เนื่องจากต้องใช้ระยะทางหลายพันกิโลเมตรเพื่อทำให้แรงโน้มถ่วงของโลกอ่อนลงอย่างมาก กฎความโน้มถ่วงของนิวตันอธิบายได้อย่างแม่นยำว่ามวลและระยะทางส่งผลต่อแรงโน้มถ่วงอย่างไร

กฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตันระบุว่าแรงโน้มถ่วงระหว่างวัตถุทั้งสองเป็นสัดส่วนกับมวลของวัตถุทั้งสอง หารด้วยกำลังสองของระยะห่างระหว่างวัตถุ หรือง่ายกว่านี้:

โดยที่ G คือค่าคงตัวโน้มถ่วงของนิวตัน m₁ และ m₂ คือมวล และ d คือระยะห่างระหว่างมวล คุณสามารถใช้กฎนี้เพื่อหาว่าวัตถุมีแรงโน้มถ่วงเท่าใด

มวลของวัตถุทั้งสองดังแสดงในสมการข้างต้นเป็น m₁ และ m₂เป็นปัจจัยแรกที่ส่งผลต่อปริมาณแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อวัตถุแต่ละชิ้น ยิ่งมวลมากเท่าไร วัตถุแต่ละชิ้นก็จะยิ่งมีแรงโน้มถ่วงมากขึ้นเท่านั้น พูดง่ายๆ คือ ยิ่งวัตถุมีมวลมากเท่าใด แรงโน้มถ่วงก็จะยิ่งกระทำต่อวัตถุนั้นมากขึ้นเท่านั้น

ปัจจัยที่สองที่ส่งผลต่อปริมาณแรงโน้มถ่วงของวัตถุแต่ละชิ้นคือระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสอง ยิ่งระยะห่างมากเท่าไร แรงโน้มถ่วงของวัตถุแต่ละชิ้นก็จะยิ่งมีมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งหมายความว่ายิ่งวัตถุหนึ่งอยู่ใกล้อีกวัตถุหนึ่งมากเท่าใด แรงโน้มถ่วงก็จะยิ่งกระทำต่อวัตถุนั้นมากขึ้นเท่านั้น

เนื่องจากโลกมีขนาดใหญ่และมวลมาก คุณสามารถใช้กฎของนิวตันแบบง่ายเพื่อกำหนดแรงโน้มถ่วงบนวัตถุได้ ในกรณีนี้ แรงจะเท่ากับมวลของวัตถุคูณด้วยความเร่งโน้มถ่วงที่พื้นผิวโลก:

โดยที่ g คือความเร่งโน้มถ่วง: 9.81 เมตรต่อวินาทียกกำลังสอง บนโลก มวลเป็นปัจจัยเดียวที่ส่งผลต่อแรงโน้มถ่วง แรงโน้มถ่วงส่งผลกระทบต่อวัตถุที่มีมวลมากมากกว่าที่จะส่งผลกระทบต่อวัตถุที่มีมวลน้อย

คุณสามารถใช้สูตรเดียวกันนี้เพื่อค้นหาแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อวัตถุบนดาวเคราะห์ดวงอื่นและดวงจันทร์ได้ แต่ความเร่งโน้มถ่วงจะแตกต่างกันไปสำหรับดาวเคราะห์แต่ละดวงหรือดวงจันทร์แต่ละดวง