- Hvad er et gravitationsfelt?
- Gravitationsfeltintensitet
- Gravitationspotentiale
- Eksempler på gravitationsfelt
Vi forklarer, hvad gravitationsfelter er, og hvordan deres intensitet måles. Også eksempler på gravitationsfelt.
Hvad er et gravitationsfelt?
Tyngdefeltet eller gravitationsfeltet kaldes det sæt af kræfter, der repræsenterer, in fysisk, hvad vi almindeligvis kalder tyngdekraften: en af de fire grundlæggende kræfter iunivers. Tyngdekraften er en tiltrækningskraft mellem massive genstande.
Ifølgelogik Fra gravitationsfelter genererer tilstedeværelsen af et legeme med masse M i rummet omkring det et felt af gravitationskræfter, der kan ændre banen for massive objekter under dets indflydelse.
Faktisk, hvis et andet legeme med masse M nærmer sig gravitationsfeltet af M, vil vi bemærke, at dets bevægelse er ændret af tyngdekraften. Og ifølge relativitetsteorien, selv vejr Den ville i sig selv blive påvirket af disse kræfter, forvrænge den og give anledning til singulariteter som sorte huller, astronomiske objekter, hvis gravitationsfelter er så stærke, at ikke engang lys formår at flygte fra dem.
Gravitationsfelter var i mange år eminent teoretisk af natur, forstået af klassisk (newtonsk) fysik som et vektorfelt og af relativistisk fysik som et andenordens tensorfelt, men opdagelsen i 2016 af bølger Tyngdekraften fra videnskabsmændene i LIGO-eksperimentet synes at kaste nyt lys over denne sag.
Gravitationsfeltintensitet
Intensiteten af gravitationsfelterne eller, hvad der er det samme, den acceleration af tyngdekraft (eller blot tyngdekraften) repræsenteres i klassisk fysik med symbolet g og som et felt af vektorer, det vil sige af linjer udstyret med betydning og adresse.
Det er almindeligvis defineret som kraften pr. enhed af masse du vil opleve en partikel bestemmes i nærværelse af en massefordeling. Det er normalt udtrykt i Newtons pr. kilogram (N / kg).
Formlen for dens beregning ville derfor være:
g = lim m → 0 K/m, hvor m ville være en testmasse og F tyngdekraften, der virker på den.
Gravitationspotentiale
Gravitationspotentialet for et gravitationsfelt er i newtonsk mekanik en skalær størrelse, der måles i joule pr. kilogram (J/kg) og defineres som mængden afjob per masseenhed, der er nødvendig for at transportere et legeme med konstant hastighed fra uendelighed til et bestemt punkt i det pågældende gravitationsfelt.
Gravitationspotentialet beregnes ud fra følgende formel:
V = - GM / r, hvor V er gravitationspotentialet, G er den universelle gravitationskonstant og r er afstanden fra det punkt, hvor vi ønsker at beregne potentialet til positionen af massen M.
Eksempler på gravitationsfelt
Et perfekt eksempel på et gravitationsfelt er det Solsystem, hvor planeterne kredser om Solen, tiltrukket af deres masses gravitationskræfter.
Et andet eksempel er Jordens gravitationsfelt, det felt, der genereres af planeten Jorden omkring den, og som vi kan værdsætte, hver gang vi taber et objekt ind i det. Jeg plejer. Jordens masse er cirka 5974 x 1024 kg, hvilket genererer et bemærkelsesværdigt gravitationsfelt omkring den.
Det er kendt, at Jordens tyngdekraft er mere eller mindre end 9,8 N/kg, det vil sige en acceleration på 9,8m/s i retning af Jordens centrum. Denne værdi kan variere lidt afhængigt af geografisk placering, men at antage, at den er konstant over hele jordens overflade, er en meget god tilnærmelse.
Derudover vil gravitationsfeltet være mere intenst i nærheden af Jordens overflade, end i de ydre lag af Jorden. atmosfære.