univerzalni gravitacijski zakon

Fizično

2022

Pojasnimo, kaj je zakon univerzalne gravitacije, kakšna sta njegova formula in izjava. Tudi primeri uporabe vaše formule.

Zakon univerzalne gravitacije opisuje gravitacijsko interakcijo teles.

Kaj je zakon univerzalne gravitacije?

Zakon univerzalne gravitacije je eden od zakonovfizično oblikoval Isaac Newton v svoji knjigiPhilosophiae Naturalis Principia Mathematicaleta 1687. Opisuje gravitacijsko interakcijo med masivnimi telesi in vzpostavlja razmerje sorazmernosti Gravitacijska sila z maso teles.

Za formuliranje tega zakona je Newton ugotovil, da je sila, s katero se dve masi privlačita, sorazmerna zmnožku njunih mas, deljenim z razdaljo, ki ju ločuje na kvadrat. Ti odbitki so rezultat empiričnega preverjanja s pomočjo opazovanje.

Zakon pomeni, da bližje in masivnejše kot sta dve telesi, bolj intenzivno se bosta privlačila. Tako kot drugi Newtonovi zakoni je predstavljal preskok naprej znanstveno spoznanje tistega časa.

Vendar pa danes vemo, da zaradi določene količine mase ta zakon izgubi svojo veljavo (v primeru supermasivnih objektov), ​​zato je treba delati z zakonom splošne relativnosti, ki ga je leta 1915 oblikoval Albert Einstein. Zakon univerzalne gravitacije je torej približek Einsteinovemu zakonu, vendar je še vedno koristno razumeti večino gravitacijskih pojavov sveta.Solarni sistem.

Izjava zakona univerzalne gravitacije

Uradna izjava tega Newtonovega zakona pravi, da:

"Sila, s katero se dva predmeta privlačita, je sorazmerna zmnožku njunih mas in obratno sorazmerna s kvadratom razdalje, ki ju ločuje."

To pomeni, da se kateri koli telesi privlačita z večjo ali manjšo silo, odvisno od tega, ali je njihova masa večja ali manjša in glede na razdaljo med njima.

Formula zakona univerzalne gravitacije

Osnovna formula zakona univerzalne gravitacije je naslednja:

F = | (G. M1. M2) / r² | . r *

Kje:

  • F je privlačna sila med dvema masama
  • G je univerzalna konstanta gravitacije (6,673484,10-11 N.m2 / kg2)
  • m1 je masa enega od teles
  • m2 je masa drugega od teles
  • r razdalja, ki ju ločuje.
  • r * je vektor enote, ki označuje smer sile.

Če izračunamo privlačne sile vsakega telesa (sila, ki jo naredi masa 1 na 2 in obratno), bomo imeli dve sili enaki po modulu in v nasprotni smeri. Da bi dobili to razliko v predznakih, je treba enačbo zapisati na naslednji način:

F12 = | G. m1.m2 / (r11-r2) 3 | . (r1-r2)

Pri spreminjanju 1 z 2 dobimo silo za vsak primer. Tako napisano, vektor (r1-r2) daje pravilno smer (znak) za vsako silo.

Primeri zakona univerzalne gravitacije

Rešimo nekaj vaj kot primer uporabe te formule.

  • Recimo, da se v vakuumu pritegneta masa 800 kg in masa 500 kg, ki sta ločena s prostorom 3 metre. Kako lahko izračunamo silo privlačnosti, ki jo doživijo?

Preprosta uporaba formule:

F = G. (m1.m2) / r2

Kar bo: F = (6,67 × 10-11 N.m2 / kg2). (800 kg. 500 kg) / (3m) 2

In potem: F = 2,964 x 10-6 N.

  • Še ena vaja: Na kakšno razdaljo moramo postaviti dve telesi z maso 1 kg, da se pritegneta s silo 1 N?

Izhajajoč iz iste formule

F = G. (m1.m2) / r2

Očistili bomo razdaljo, tako da bomo ostali r2 = G. (m1.m2) / F

Ali kar je isto: r = √ (G. [m1.m2]) / F

To je: r = √ (6,67 × 10-11 N.m2 / kg2. 1kg x 1kg) / 1N

Rezultat je r = 8,16 x 10-6 metrov.

!-- GDPR -->