Yerçekimi her yerdedir - hem kelimenin tam anlamıyla hem de gezegendeki insanların günlük bilinçli eylemlerinde. Etkilerinden arınmış bir dünyada, hatta etkilerin "küçük" bir oranda değiştirildiği bir dünyada yaşamayı hayal etmek zor veya imkansız - diyelim ki "sadece" yaklaşık yüzde 25. 10 fit yüksekliğindeki bir basketbol çemberine dokunacak kadar yükseğe zıplayamamaktan, kolaylıkla smaç yapmaya başladığınızı hayal edin; Bu, azaltılmış yerçekimi sayesinde sıçrama yeteneğinde yüzde 25'lik bir kazanımın çok sayıda insana sağlayacağı şeyle ilgili!
Dört temel fiziksel kuvvetten biri olan yerçekimi, özellikle ekonomi alanında, insanların üstlendiği her mühendislik girişimini etkiler. Yerçekimi kuvvetini hesaplayabilmek ve ilgili problemleri çözebilmek, fizik bilimlerine giriş derslerinde temel ve gerekli bir beceridir.
Yerçekimi Gücü
Hiç kimse yerçekiminin "ne olduğunu" tam olarak söyleyemez, ancak onu matematiksel olarak ve diğer fiziksel nicelikler ve özellikler açısından tanımlamak mümkündür. Yerçekimi, doğadaki dört temel kuvvetten biridir, diğerleri güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler (atomik düzeyde işleyen) ve elektromanyetik kuvvettir. Yerçekimi dördünün en zayıfıdır, ancak evrenin kendisinin nasıl yapılandırıldığı üzerinde muazzam bir etkiye sahiptir.
Matematiksel olarak, Newton cinsinden yerçekimi kuvveti (veya eşdeğeri, kg m/sn2) herhangi iki kütle nesnesi arasındaM1 veM2 tarafından ayrılmışrmetre şu şekilde ifade edilir:
F_{grav} = \frac{GM_1M_2}{r^2}
neredeevrensel yerçekimi sabitiG = 6.67 × 10-11 N m2/kg2.
Yerçekimi Açıklaması
Büyüklükgherhangi bir "büyük" nesnenin (yani, bir galaksi, yıldız, gezegen, ay, vb.) yerçekimi alanının, ilişki ile matematiksel olarak ifade edilir:
g = \frac{GM}{d^2}
neredeGsabit tanımlı,Mnesnenin kütlesi vednesne ile alanın ölçüldüğü nokta arasındaki mesafedir. ifadesine bakarak görebilirsiniz.Fyerçekimi bugdenkleminden beri, kütle bölü kuvvet birimlerine sahiptirgesasen yerçekimi denkleminin kuvvetidir (denklem içinFyerçekimi) daha küçük nesnenin kütlesini hesaba katmadan.
Değişkengdolayısıyla ivme birimleri vardır. Dünya yüzeyinin yakınında, Dünya'nın yerçekimi kuvveti nedeniyle ivme saniyede 9,8 metre veya 9,8 m/s'dir.2. Fizik biliminde ileri gitmeye karar verirseniz, bu rakamı sayabileceğinizden çok daha fazla göreceksiniz.
Yerçekimine Bağlı Kuvvet Formülü
Yukarıdaki iki bölümdeki formülleri birleştirmek, ilişkiyi üretir.
F=mg
neredeg= 9,8 m/s2 Yeryüzünde. Bu, Newton'un ikinci hareket yasasının özel bir halidir.
F = anne
Yerçekimi ivmesi formülü, kütleyi ilişkilendiren Newtonian hareket denklemleri ile olağan şekilde kullanılabilir (m), hız (v), doğrusal konum (x), dikey pozisyon (y), hızlanma (bir) ve zaman (t). Yani, tıpkıd = (1/2)de2, bir cismin zamanda kat edeceği mesafetBelirli bir ivmenin kuvveti altındaki bir çizgide, mesafeybir cisim zamanla yerçekimi kuvvetinin altına düşertifadesi ile elde edilird = (1/2)gt2veya 4.9t2 Dünya'nın yerçekiminin etkisi altında kalan nesneler için.
İpuçları
Giriş fiziğinde, serbest düşüş dahil yerçekimi problemlerini çözmeniz istendiğinde, hava direncinin etkilerini görmezden gelmeniz isteniyor. Uygulamada, mühendislik veya benzeri bir alanda çalışıyorsanız öğreneceğiniz gibi, bu etkiler dikkate değerdir.