Is gravitasieveldsterkte 'n vektor: hoekom, hoe, gedetailleerde feite


Gravitasieveldsterkte is 'n meganisme om swaartekrag te meet. Dit toon die grootte van swaartekrag op 'n spesifieke plek.

Gravitasieveldsterkte is 'n vektorhoeveelheid wat uit rigting sowel as grootte bestaan.

Is gravitasieveldsterkte 'n vektor? Ja, dit is, aangesien die formule gravitasiekrag per massa-eenheid is. Aangesien gravitasieveldsterkte uit krag bestaan, en as krag is 'n vektorhoeveelheid, dit maak dit natuurlik 'n vektorhoeveelheid.

A skalaarhoeveelheid sal slegs grootte hê, dws 'n getal. Byvoorbeeld – 25 meter. Dit is altyd eendimensioneel.

A vektorhoeveelheid sal grootte sowel as rigting hê. Byvoorbeeld – 25 meter, noord. Dit is multidimensioneel.

Wat is swaartekrag?

Swaartekrag word uitgedruk as die aantrekkingskrag tussen enige twee voorwerpe in die heelal. Dit is die swakste krag in die heelal en het geen spesifieke omvang nie.

Die gravitasiekrag is enorm wanneer die voorwerp swaarder is. Dus sal die ligter voorwerp altyd na die swaarder voorwerp aangetrek word. As gevolg van hierdie rede wentel die Aarde om die son en die maan om die Aarde.

Die opwindende feit oor gravitasie is dat al die voorwerpe in hierdie heelal hul eie gravitasieveld het, insluitend mense!

Ja! Jy lees dit reg. Maar aangesien swaartekrag die swakste krag is, is alle ander gravitasievelde weglaatbaar in vergelyking met die aarde se gravitasiekrag of, in werklikheid, swakker as enige ander planeet se gravitasiekrag.

Om 'n mens se gravitasieveld met dié van die Aarde se gravitasieveld te vergelyk, kom ons neem 'n voorbeeld. Sê, persoon A staan ​​een meter weg van persoon B, wat 100 kg weeg. Die aarde se gravitasieversnelling sal 1.5 biljoen keer groter wees as die gravitasieversnelling van persoon B. Dit is hoekom persoon A nie na persoon B sal graviteer nie.

Nog 'n kritieke onderwerp wat swaar deur swaartekrag geraak word, is massa en gewig. Massa is die hoeveelheid materie wat in 'n voorwerp beskikbaar is, terwyl gewig die uitkoms is van die swaartekrag wat daarop inwerk. Massa vermenigvuldig met swaartekrag gee gewig.

w = mxg

waar,w = Gewig
 g = Gravitasieveldsterkte of gravitasieversnelling
 m = Massa van die voorwerp

Swaartekrag is een van die vier elementêre kragte van die natuur. Swaartekrag affekteer die sonnestelsel of, in werklikheid, enige stelsel in die heelal. Die vorming van sterre, planete, asteroïdes, ens., hang alles af van swaartekrag.

Verskeie wetenskaplikes soos Robert Hooke, Galileo Galilei, Jesuïete Grimaldi, Riccioli, Bullialdus, Borelli, ens., stel verskillende teorieë oor gravitasie voor, en waarvan sommige baie aan mekaar ooreenstem, maar steeds nie heeltemal prakties bewys is nie. Antieke Griekse filosowe soos Archimedes, Romeinse argitek en ingenieur – Vitruvius, Indiese wiskundiges en sterrekundiges soos Aryabhatta en Brahmagupta het ook Gravity geïdentifiseer.

Maar toe, een mooi dag, val 'n appel op sir Isaac Newton, en hy het die "Newton se wet van universele gravitasie" afgelei en die wêreld het dit gevolg. Volgens Newton se teorie is die gravitasiekrag direk eweredig aan die produk van massas en omgekeerd eweredig aan die kwadraat van die afstand tussen hulle.

Die vergelyking vir gravitasiekrag word gegee as:

Fα(m1m2)/r2

Om die proporsionaliteitsteken te verwyder, word 'n konstante bygevoeg. In hierdie scenario is dit die gravitasiekonstante "G".

F=G*(m1m2)/r2

waar,F = Gravitasiekrag
 G = Gravitasiekonstante = 6.674 x 10-11 Nm2.kg-2
 m1 = Massa van die voorwerp 1
m2 = Massa van die voorwerp 2
r = Afstand tussen die middelpunt van die voorwerpe

Lees meer oor Is swaartekrag 'n eksterne krag 

Waarom is gravitasiekrag 'n vektorhoeveelheid?

Gravitasieveldsterkte is 'n fisiese hoeveelheid volgens klassieke meganika.

Gravitasieveldsterkte word aangedui deur 'g', en die formule daarvan word gegee as krag per massa-eenheid.

g = F/m

waar,g = Gravitasieveldsterkte
 F = Gravitasiekrag
 m = Massa van die voorwerp

Volgens hierdie formule is die SI-eenheid van g N/Kg, en die aarde se gravitasieveldsterkte is 10 N/Kg. “g” word ook na verwys as die Gravitasieversnelling, gegee as 9.8 m/s2 vir aarde.

Aangesien krag 'n vektorhoeveelheid is, sal gravitasiekrag 'n vektorhoeveelheid wees, wat gravitasieveldsterkte 'n vektorhoeveelheid maak.

Albert Einstein het ook sy teorie vir gravitasie in syne voorgehou algemene relatiwiteitsteorie, en dit het ook Newton se teorie vervang. Tog word dit net gebruik wanneer daar die vereiste vir uiterste akkuraatheid is of wanneer daar met 'n kragtige gravitasieveld naby 'n super-massiewe en uiters digte voorwerp soos die swart gat te make het.

is gravitasieveldsterkte 'n vektor
Buiging van ruimte-tyd
Image Krediete: iStockphoto

Die buiging van ruimte-tyd is 'n moeilike konsep, maar dit word verduidelik in die algemene relatiwiteitsteorie wat deur Albert Einstein gegee word. Hier hoef ons net te verstaan ​​dat dit die 3-dimensionele ruimte en 1-dimensionele tyd behels, en dus is dit 'n 4-dimensionele vloei. Dus, as gevolg van swaartekrag, is daar 'n verandering in die ruimte-tyd vloei, wat lei tot verskillende persepsies van waarnemings van 'n gebeurtenis vanaf verskillende plekke of waarnemers.

Lees meer oor Is swaartekrag 'n konserwatiewe krag

Vergelyking van gravitasieversnelling op verskillende planete van ons Sonnestelsel.

Gravitasieversnelling is die spoed waarteen die planeet 'n liggaam trek. Vir die Aarde is die waarde daarvan 9.8 m / s2. Kom ons probeer om die versnelling as gevolg van gravitasie op verskillende planete wat in ons sonnestelsel teenwoordig is, te vind.

Mens kan die gravitasieversnelling van enige planeet opspoor deur die formule te gebruik:

g=Gm/r2

waar,g = Gravitasieversnelling 
G = Gravitasiekonstante = 6.674 x 10-11 N.m2. kg-2 (dit sal oral dieselfde wees)
 r = radius van die planeet
 m = Massa van die planeet
  • Gravitasieversnelling op Mercurius
Vir Mercurius,g = ?
 G = 6.674 x 10-11 N.m2. kg-2
 r = ~2.4 x 106 m
m = 3.28 x 1023 Kg

As ons al hierdie inligting in die formule plaas, kry ons:

g = 3.61 m/s2

  • Gravitasieversnelling op Venus
Vir Venus,g = ?
 G = 6.674 x 10-11 N.m2. kg-2
r = ~6.07 x 106 m
 m = 4.86 x 1024 Kg

As ons al hierdie inligting in die formule plaas, kry ons:

g = 8.83 m/s2

Vir Mars,g = ?
 G = 6.674 x 10-11 N.m2. kg-2
r = ~3.38 x 106 m
 m = 6.42 x 1023 Kg

As ons al hierdie inligting in die formule plaas, kry ons:

g = 3.75 m/s2

  • Gravitasieversnelling op Jupiter
Vir Jupiter,g = ?
 G = 6.674 x 10-11 N.m2. kg-2
r = ~6.98 x 107 m
 m = 1.90 x 1027 Kg

As ons al hierdie inligting in die formule plaas, kry ons:

g = 26.0 m/s2

  • Gravitasieversnelling op Saturnus
Vir Saturnus,g = ?
 G = 6.674 x 10-11 N.m2. kg-2
r = ~5.82 x 107 m
 m = 5.68 x 1026 Kg

As ons al hierdie inligting in die formule plaas, kry ons:

g = 11.2 m/s2

  • Gravitasieversnelling op Uranus
Vir Uranus,g = ?
 G = 6.674 x 10-11 N.m2. kg-2
r = ~2.35 x 107 m
 m = 8.68 x 1025 Kg

As ons al hierdie inligting in die formule plaas, kry ons:

g = 10.5 m/s2

  • Gravitasieversnelling op Neptunus
Vir Neptunus,g = ?
 G = 6.674 x 10-11 N.m2. kg-2
r = ~ 2.27 x 107 m
 m = 1.03 x 1026 Kg

As ons al hierdie inligting in die formule plaas, kry ons:

g = 13.3 m/s2

Gravitasiekonstante vs. Versnelling Swaartekrag

Daar is ontelbare en merkwaardige verskille tussen die gravitasiekonstante en versnellingswaartekrag. Dit sal maklik wees om hulle in tabelvorm te bestudeer.

GravitasiekonstanteVersnelling Swaartekrag
Dit is 'n empiriese fisiese konstante.Versnelling as gevolg van swaartekrag op 'n voorwerp onder vrye val (gewoonlik in vakuum).
Ook bekend as "Newtonian Gravitasie Konstante" of "Universele Gravitasie Konstante" of "Cavendish Gravitasie Konstante."Ook bekend as "Gravitasieveldsterkte".
Aangedui deur "G".Aangedui deur "g".
Die waarde van die gravitasiekonstante is onafhanklik van alle faktore, en bly dus dieselfde regdeur die heelal.Die waarde van versnellingsswaartekrag verskil op verskillende planete of enige ander astronomiese voorwerp.
Dit is eweredigheidskonstante, en dus sal dit oral dieselfde bly, of dit nou die middelpunt van 'n planeet is, daarbuite, naby die pole, in vakuum, ens., die waarde van G sal bly soos dit is, sonder enige verandering .Die gravitasieversnelling is maksimum by die aarde se oppervlak. Gravitasieversnelling begin afneem of 'n mens in opwaartse of afwaartse rigting beweeg.
Gravitasiekonstante is 'n skalêre grootheid.Versnelling gravitasie is 'n vektorhoeveelheid.
Waarde van gravitasiekonstante is nooit nul nie.Waarde van versnelling gravitasie is nul by die middel van die aarde.
Geen formule vir G nie.Formule vir die vind van g = F/m
Die verband tussen G en g kan gegee word as: G=gr2/m G =Die verband tussen G en g kan gegee word as: g = GM/r2
SI Eenheid van G = N. m2 / kg2SI Eenheid van g = m / s2
G = 6.674 x 10-11 N.m2. kg-2Waarde van gravitasieversnelling vir aarde = g = 9.8 m/s2

Durva Dave

Ek is Durva Dave, het my nagraadse studie in Fisika voltooi. Fisika fassineer my baie en ek hou daarvan om die 'Hoekom' en 'Hoe' te weet van alles wat in ons heelal ontvou. Ek probeer om my blogs in eenvoudige dog effektiewe taal te skryf sodat dit makliker is vir die leser om te verstaan ​​en onthou. Ek hoop met my nuuskierigheid kan ek die lesers verskaf wat hulle soek deur my blogs. Kom ons koppel deur LinkedIn.

Onlangse plasings