Universaalse gravitatsiooni seadus

Selgitame teile, mis on universaalse gravitatsiooni seadus, kuidas see on selle valem ja avaldus. Lisaks näited selle valemi kasutamisest.

1. Milline on universaalse gravitatsiooni seadus?

Universaalse gravitatsiooni seadus on üks füüsikalisi seadusi, mille sõnastas Isaac Newton oma raamatus Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, 1687. See kirjeldab gravitatsioonilist interaktsiooni kehaga, millele on eraldatud mass, ja loob seose Proportsionaalne n jõud, millega need kehad üksteist köidavad.

Selle seaduse sõnastamiseks järeldas Newton, et jõud, millega kaks massi tõmbuvad, on võrdeline nende masside korrutisega, mis on jagatud vahemaaga, mis eraldab neid ruudus. Need järeldused tulenevad vaatlusega tehtud empiirilisest kontrollist, nagu ka inglise teadlase matemaatilisest geeniusest.

Seega, suurendades kahte keha eraldavat kaugust, toimib see seadus umbes nii, nagu oleks mõlema keha kogu mass koondunud selle raskuskeskmesse. See tähendab, et mida lähemal ja massiivsemad on kaks keha, seda intensiivsemalt need meelitavad . Nagu teisedki Newtoni seadused, esindas see hüpet edasi selle aja teaduslikus arvutamises.

Täna aga teame, et teatud massist kaotab see seadus kehtivuse (see tähendab ülimagusate objektide puhul), andes seejärel tunnistaja edasi üldise relatiivsustegevuse seadusele, mille 1915. aastal sõnastas Albert Einstein Universaalse gravitatsiooni seadus on siiski kasulik enamiku Päikesesüsteemi gravitatsiooniliste nähtuste mõistmiseks.

See võib teid teenida: teaduslikud teadmised, teaduslik meetod

1. Universaalse gravitatsiooni seaduse avaldus

Selle Newtoni seaduse ametlik avaldus ütleb seda

Jõud, millega kaks objekti meelitatakse, on võrdeline nende masside korrutisega ja pöördvõrdeline neid eraldava vahemaa ruuduga ”.

See tähendab, et mis tahes kahte keha tõmbab suurem või väiksem jõud sõltuvalt sellest, kas nende mass on suurem või väiksem, ja ka sõltuvalt nendevahelisest kaugusest.

Veel: Gravitatsiooni jõud

1. Universaalse gravitatsiooni seaduse valem

Universaalse gravitatsiooni seaduse põhivalem on järgmine:

Kus:

• F on tõmbejõud kahe massi vahel
• G on universaalne gravitatsioonikonstant (arvutatud väärtusega 6, 673484.10 ^-11 Nm ² / kg ² )
• m ₁ on esimese keha mass
• m ₂ on teise keha mass
• r vahemaa, mis neid eraldab.

Kui arvutatakse iga keha (F ₁ ja F ₂ ) ligitõmbavad jõud, on moodulil ja vastassuunas kaks võrdset jõudu ning tühistamise asemel need ühendatakse. Selleks on vaja vektori valemit:

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

Kus ȗ ₁₂ on ühikvektor, mida saab juhtida ühe objekti raskuskeskmest teise.

1. Näited universaalse gravitatsiooni seadusest

Lahendame selle valemi rakendamise näitena paar harjutust.

• Oletame, et 800 kg ja veel 500 kg massi tõmmatakse vaakumis, mida eraldab 3 meetri vahe. Kuidas saame arvutada nende kogetava tõmbejõu ?

Lihtsalt kasutades valemit:

F = G. (m ₁ m2) / r2

Mis see saab olema: F = (6, 67 × 10 ^-11 Nm ² / kg ² ). (800 kg. 500 kg) / (3) ²

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

• Teisest küljest, kui kaugele peaksime paigutama kaks massi keha 1 kg, nii et need tõmbaksid jõudu 1 N?

Alustades samast valemist

F = G. (m ₁ m2) / r2

Puhastame vahemaa, jäädes nii, et r ² = G. (m ₁ .m ₂ ) / F

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

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

Tulemuseks on, et r = 8, 16 x 10 ^-6 meetrit.

Jätka teemaga: Gravitatsiooniväli.