Yleisen painovoiman laki

Selitämme sinulle, mikä on universaalin gravitaation laki, kuinka se on sen kaava ja lausunto. Lisäksi esimerkkejä sen kaavan käytöstä.

1. Mikä on universaalin gravitaation laki?

Universaalin gravitaation laki on yksi fyysisistä laeista, jotka Isaac Newton on muotoillut kirjassaan Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, 1687. Suhteellinen n voima, jolla nämä elimet houkuttelevat toisiaan.

Tämän lain muotoilemiseksi Newton päätteli, että voima, jolla kaksi massaa houkuttelee, on verrannollinen niiden massojen tuotteeseen, joka on jaettu etäisyydellä, joka erottaa ne neliöstä. Nämä päätelmät ovat seurausta empiirisestä havainnoinnista havainnoinnilla, samoin kuin englantilaisen tutkijan matemaattisesta neroosta.

Siksi lisäämällä kahden kehon erottamista etäisyyttä, tämä laki toimii suunnilleen, ikään kuin molempien kappaleiden koko massa olisi keskittynyt sen painopisteeseen. Toisin sanoen mitä lähempänä ja massiivisempaa kaksi elintä ovat, sitä voimakkaammin ne houkuttelevat . Kuten muutkin Newtonin lait, se edusti harppausta ajan tieteellisessä laskennassa.

Tänään tiedämme kuitenkin, että tietystä massamäärästä tämä laki menettää voimassaoloaan (ts. Supermassiivisten esineiden tapauksessa), jolloin todistaja siirtyy yleisen suhteellisuussäännöksen, jonka vuonna 1915 Albert Einstein Universaalisen painovoiman laki on kuitenkin edelleen hyödyllinen ymmärrettäessä aurinkojärjestelmän suurimpia painovoimailmiöitä.

Se voi palvella sinua: Tieteellinen tieto, Tieteellinen menetelmä

1. Lausuma universaalisesta painovoimasta

Tämän Newtonin lain virallisessa lausunnossa sanotaan

Voima, jolla kaksi esinettä houkutellaan, on verrannollinen niiden massien tuotteeseen ja kääntäen verrannollinen niitä erottavan etäisyyden neliöön ”.

Tämä tarkoittaa, että kahta kappaletta houkutellaan suuremmalla tai pienemmällä voimalla riippuen siitä, onko niiden massa suurempi tai pienempi, ja myös riippuen niiden välisestä etäisyydestä.

Lisää aiheesta: Painovoima

1. Yleisen painovoiman lain kaava

Universaalin painovoiman lain peruskaava on seuraava:

missä:

• F on vetovoima kahden massan välillä
• G on yleinen painovoimavakio (laskettu arvolla 6, 673484.10 ^-11 Nm ² / kg ² )
• m ₁ on ensimmäisen rungon massa
• m ₂ on toisen rungon massa
• r etäisyys, joka erottaa ne.

Jos kunkin rungon (F ₁ ja F ₂ ) houkuttelevat voimat lasketaan, moduulissa ja vastakkaiseen suuntaan tulee olemaan kaksi yhtä suurta voimaa, ja niiden peruuttamisen sijasta ne yhdistetään. Tämä vaatii vektorikaavan:

F12 = -G. (m ₁ .m ₂ ) / ǁr2-r1 ǁ ² . ȗ ₁₂

Missä ȗ ₁₂ on yksikkövektori, joka voidaan vetää objektin painopisteestä toiseen.

1. Esimerkkejä yleisen painovoiman laista

Ratkaislaan pari harjoitusta esimerkkinä tämän kaavan soveltamisesta.

• Oletetaan, että 800 kg ja toinen 500 kg massa houkutellaan tyhjössä, erotettuna kolmen metrin etäisyydellä. Kuinka voimme laskea heidän kokemansa vetovoiman ?

Yksinkertaisesti soveltamalla kaavaa:

F = G. (m, ₁ m2) / r2

Mikä se on: F = (6, 67 × 10 - ¹¹ Nm ² / kg ² ). (800 kg. 500 kg) / (3) ²

Ja sitten: F = 2, 964 x ^10-6 N.

• Toisesta näkökulmasta, kuinka kauas meidän tulisi sijoittaa kaksi painokehää, joiden paino on 1 kg, niin että ne vetäytyvät 1 N voimalla?

Alkaen samasta kaavasta

F = G. (m, ₁ m2) / r2

Tyhjennä etäisyys pitämällä r ² = G. (m ₁ .m ₂ ) / F

Tai mikä on sama: r = √ (G. [m ₁ .m ₂ ]) / F

Eli: r = √ (6, 67 × 10 ^-11 Nm ² / kg ^2. 1kg x 1kg) / 1N

Tuloksena on, että r = 8, 16 x ^10-6 metriä.

Jatka: Gravitaatiokenttä.