Za razlago gravitacijske sile se uporablja Newtonov zakon univerzalne gravitacije. Gravitacijska sila je vrsta brezkontaktne sile, gravitacijska sila je sila v naravi, ki je vedno privlačna in konzervativna. Gravitacijska sila je opredeljena kot sila privlačnosti, ki jo občutita dva ali več predmetov v stiku. Gravitacijska sila je določena s formulo, pridobljeno iz Newtonovega univerzalnega zakona privlačnosti, znanega kot formula gravitacijske sile. Naše okolje je obdano z gravitacijo. Določa, koliko tehtamo in kako daleč bo košarkarska žoga odskočila, preden udari ob tla, ko jo vržemo. Sila, s katero Zemlja deluje na vas, je enaka gravitacijski sili na Zemlji. Gravitacijska sila je enaka vaši teži, medtem ko mirujete na površini Zemlje ali blizu nje. Pri prenosu toplote z naravno konvekcijo je potrebna tudi prisotnost gravitacijskega polja.
Kazalo
- Kaj je gravitacijska sila?
- Newtonov zakon gravitacije
- Formula gravitacijske sile
- Enota za gravitacijsko silo
- Lastnosti gravitacijske sile
- Primeri gravitacijske sile
- Razlika med gravitacijo in gravitacijsko silo
Primer gravitacijske sile
Kaj je gravitacijska sila?
Gravitacijski oz gravitacija je sila, ki privlači kateri koli dve telesi v vesolju, ne glede na to, ali imata enaki masi ali ne. Newtonov zakon gravitacije trdi, da se vsi predmeti, vključno z nami, privlačijo. Enota gravitacijske sile je Newton, označena z N.
Preučevanje gravitacije je veliko pridobilo s prispevki številnih znanih znanstvenikov. Na začetku 17. stoletja je italijanski astronom Galileo Galilei odkril, da se vsa telesa enakomerno pospešujejo proti središču Zemlje. Angleški matematik Isaac Newton je v svoji prelomni študiji iz leta 1687 prvič odkril gravitacijske zakone.
Gravitacija velja za temeljno silo, saj je njen vpliv na kateri koli predmet mogoče zlahka opaziti. Tako gravitacijska sila deluje na vsak predmet, ki ima maso. Torej je gravitacijska sila temeljna sila. Ker med predmeti ni dotika, je gravitacijska sila brezkontaktna. Ker je osredotočen na središče orbite, po kateri se premika predmet, je centripetalen. Odgovoren je za ohranjanje orbite telesa. Rotirajoče telo doživlja vlečenje, ki je usmerjeno stran od središča. To vlečenje povzroča centrifugalna sila. Od vseh osnovnih sil je gravitacijska sila najšibkejša.
Preberimo več o – Pospešek zaradi gravitacije
Newtonov zakon gravitacije
Newtonova gravitacijska formula
Newtonov zakon gravitacije ali Newtonov zakon univerzalne gravitacije (ali univerzalni zakoni gravitacije) je zakon, ki vodi k nadaljnjemu preučevanju gravitacije in navaja, da se vsi predmeti v vesolju, ki imajo kakršno koli maso, med seboj vedno privlačijo s privlačno silo. Ta sila privlačnosti se imenuje gravitacijska sila (F), ki je,
prekiniti javo
- Neposredno sorazmeren zmnožku mas (m1in m2) dveh predmetov v stiku z drugimi in
- Obratno sorazmerna s kvadratom razdalje (r) med njunima središčema.
Izraz ali razmerje za zgoraj navedeni zakon je podan s formulo gravitacijske sile, ki je obravnavana spodaj:
Formula gravitacijske sile
Gravitacijski zakon podaja gravitacijsko silo (F) med dvema telesoma z maso (m1in m2) na razdalji r, razen njihovih središč, je podana kot:
F ∝ m 1 m 2
F ∝ 1/r 2
Sedaj, z združevanjem zgornjih dveh odnosov kot,
F ∝ m 1 m 2 / r 2
F = Gm 1 m 2 / r 2
kjer je G konstanta sorazmernosti, znana kot Gravitacijska konstanta (= 6,67 ×10−11N⋅ m2/kg2).
Enota za gravitacijsko silo
- Enota SI za gravitacijsko silo je Newton (N).
- Dimenzijska formula gravitacijske sile je [M1L1T-2].
Lastnosti gravitacijske sile
Tukaj je nekaj pomembnih značilnosti gravitacijske sile,
- Gravitacijske sile so vedno privlačne in najšibkejše od vseh temeljnih sil.
- Je vrsta brezkontaktne sile, saj ne zahteva nobenega fizičnega stika ali dotika, da bi ga izkusil sistem predmetov.
- Gravitacijska sila je sila velikega dosega in ne zahteva nobenega medija.
- Vrednost gravitacijske sile na površju Zemlje je konstantna.
Preberite tudi: Kontaktne in brezkontaktne sile
Primeri gravitacijske sile
O nekaterih primerih gravitacijske sile iz vsakdanjega življenja lahko razpravljamo kot,
Gravitacijska sila Zemlje
Vsak predmet je podvržen Zemljini gravitacijski privlačnosti, pojavu, znanemu kot gravitacija. V zraku ne moremo prosto lebdeti zaradi gravitacije, ki nas drži na tleh. Sila, ki jo Zemlja in mi delujemo na planet, je enaka. Vendar pa Zemlja zaradi svoje ogromne velikosti ostane nedotaknjena. Če obešen predmet spustimo, bo naravno padel v smeri središča Zemlje.
Gravitacijska sila med Zemljo in Luno
Zaradi gravitacijske sile Zemlje in Lune se Luna vrti okoli Zemlje. Za izračun te sile vstavimo njuni masi in razdaljo med njunima središčema v formulo za gravitacijsko silo. Potem je bilo ugotovljeno, da je gravitacijska sila med Zemljo in Luno 2 × 10dvajsetN.
Gravitacijska sila sonca
Sonce zaradi svoje ogromne mase izvaja gravitacijsko silo, katere obseg je izjemno širok. Ta privlačna sila povzroči, da vsi planeti krožijo okoli Sonca v eliptični obliki. Formulo gravitacijske sile je mogoče uporabiti za določitev gravitacijske sile, ki deluje na Zemljo s Sonca in je bilo ugotovljeno, da je 3,5 × 1022N.
Gravitacijska sila sonca
Razlika med gravitacijo in gravitacijsko silo
Gravitacija proti gravitaciji
Oglejmo si podrobneje ključne razlike med gravitacijo in gravitacijsko silo, kot je navedeno v spodnji tabeli:
Gravitacija in gravitacijska sila koliko mest je v nas | |
|---|---|
Gravitacija | Gravitacijska sila |
| Gravitacija je vedno privlačna sila. | Medtem ko je gravitacijska sila lahko privlačna, pa tudi središčna odbojna sila. |
| To ni univerzalna sila. | To je univerzalna sila. |
| Gravitacijo čutimo vzdolž črte, ki povezuje središče zemlje in središče telesa. | To silo lahko občutimo v radialni smeri od mase. |
Preberi več,
- Razlika med gravitacijsko silo in gravitacijo
- Keplerjev zakon gibanja planetov
- Dejavniki, ki vplivajo na gravitacijski pospešek
Primeri gravitacijske sile
Primer 1: Poiščite gravitacijsko silo privlačnosti med dvema slonoma, enega z maso 1000 kg in drugega z maso 800 kg, če je razdalja med njima 5 m.
rešitev:
Podano: m1= 1000 kg, m2= 800 kg, r = 5 m
Formula za gravitacijsko silo je podana kot: Fg=
frac{Gm_1m_2}{r^2} Tukaj je G = 6,67 × 10−11N⋅ m2/kg2
Če nadomestimo vrednosti v formuli, imamo:
Fg=
frac{6.67 ×10^{−11}N⋅ m^2/kg^2)(1000 kg)(800 kg)}{5^2} F g = 2,1 × 10 -6 n
Primer 2: Poiščite gravitacijsko silo privlačnosti med človekom z maso 50 kg in avtobusom z maso 1500 kg, če je razdalja med njima 10 m.
rešitev:
Podano: m1= 50 kg, m2= 1500 kg, r = 10 m
Formula za gravitacijsko silo je podana kot: Fg=
frac{Gm_1m_2}{r^2} Tukaj je G = 6,67 × 10−11N⋅ m2/kg2
Če zamenjamo vrednosti v formuli, imamo:
Fg=
frac{6.67 ×10^{−11}N⋅ m^2/kg^2)(50 kg)(1500 kg)}{10^2} F g = 5,0025 × 10 -8 n
Primer 3: Predpostavimo, da je gravitacijska sila med dvema telesoma na določeni razdalji 4 N. Poiščite silo privlačnosti, če se razdalja med njima podvoji.
rešitev:
zanka for v bashu
Newtonov gravitacijski zakon pravi, da je gravitacijska sila med dvema točkama podobnima predmetoma neposredno sorazmerna s produktom njunih mas in obratno sorazmerna s kvadratom razdalje med njima.
Fg=
frac{Gm_1m_2}{r^2} Enačba kaže, da za dane mase, če r nadomestimo z 2r, postane sila 1/4 prvotne sile. Zato bo sila privlačnosti postala 4/4 =1 N.
Primer 4: Masa Zemlje je 6 × 10 24 kg. Razdalja med Zemljo in Soncem je 1,5 × 10 enajst m. Če je gravitacijska sila med obema 3,5 × 10 22 N, kolikšna je masa Sonca?
rešitev:
Podano: mje= 6 × 1024kg, r = 1,5 × 10enajstm in F = 3,5 × 1022n
Formula za gravitacijsko silo je podana kot: Fg=
frac{Gm_1m_2}{r^2} .⇒ 3,5 × 1022N =
frac{6.67×10^{-11}×6×10^{24}×m_{sun}}{(1.5×10^{11})^2} ⇒ Masa sonca =
frac{3.5×10^{22}×2.25×10^{22}}{40.02×10^{13}} = 1,967 × 10 30 kg
Pogosta vprašanja o gravitacijski sili
V1: Definirajte gravitacijsko silo.
Gravitacijska sila je sila, ki privlači katera koli dva predmeta v vesolju, ne glede na to, ali imata enako maso ali ne. Poleg tega Newtonov univerzalni zakon gravitacije pravi, da vse, vključno z vami, vleče vse druge predmete v vesolju.
V2: Kaj je gravitacijska sila med dvema predmetoma?
Gravitacijska sila med obema telesoma z maso m1in m2na medsebojni razdalji r lahko izračunate z uporabo spodnje formule:
F = Gm 1 m 2 / r 2
V3: Kdo je odkril gravitacijsko silo?
Angleški matematik Isaac Newton je prvi odkril gravitacijske zakone in sile.
V4: Kakšni sta dve lastnosti gravitacijske sile?
Naslednje so pomembne lastnosti gravitacijskih sil:
- Gravitacijske sile so vedno privlačne in najšibkejše od vseh temeljnih sil.
- Je vrsta brezkontaktne sile, saj ne zahteva nobenega fizičnega stika ali dotika, da bi ga izkusil sistem predmetov.
V5: Kakšna je velikost gravitacijske sile?
Velikost gravitacijske sile med zemljo in 1 kg težkim predmetom je 9,8 N.
V6: Kakšen je obseg gravitacijske sile?
Razpon gravitacijske sile je neskončen.