lov om universel gravitation

Fysisk

2022

Vi forklarer, hvad loven om universel gravitation er, hvordan dens formel og dens udsagn er. Også eksempler på brugen af ​​din formel.

Loven om universel gravitation beskriver tyngdekraftens vekselvirkning mellem legemer.

Hvad er loven om universel tyngdekraft?

Loven om universel gravitation er en af ​​lovenefysisk formuleret af Isaac Newton i sin bogPhilosophiae Naturalis Principia Mathematicafra 1687. Den beskriver tyngdekraftens interaktion mellem massive legemer og etablerer en proportionalitetsrelation mellem Gravitationskraft med masse af ligene.

For at formulere denne lov udledte Newton, at den kraft, hvormed to masser tiltrækker hinanden, er proportional med produktet af deres masser divideret med afstanden, der adskiller dem i anden kvadrat. Disse fradrag er resultatet af empirisk verifikation ved hjælp af observation.

Loven indebærer, at jo tættere og mere massive to kroppe er, jo mere intenst vil de tiltrække hinanden. Ligesom andre Newtonske love repræsenterede det et spring fremad i videnskabelig viden af tiden.

Men i dag ved vi, at denne lov fra en vis mængde masse mister sin gyldighed (i tilfælde af supermassive objekter), og det er nødvendigt at arbejde med loven om generel relativitet formuleret i 1915 af Albert Einstein. Loven om universel gravitation er så en tilnærmelse til Einsteins lov, men det er stadig nyttigt at forstå de fleste af verdens gravitationsfænomener.Solsystem.

Erklæring om loven om universel gravitation

Den formelle erklæring om denne Newtonske lov siger, at:

"Den kraft, hvormed to genstande tiltrækker, er proportional med produktet af deres masser og omvendt proportional med kvadratet på afstanden, der adskiller dem."

Dette betyder, at alle to kroppe tiltrækker hinanden med en større eller mindre kraft, afhængigt af deres masse er større eller mindre, og afhængigt af afstanden mellem dem.

Formel for loven om universel gravitation

Den grundlæggende formel for loven om universel gravitation er som følger:

F = | (G. M1. M2) / r² | . r *

Hvor:

  • F er tiltrækningskraften mellem to masser
  • G er den universelle gravitationskonstant (6,673484,10-11 N.m2 / kg2)
  • m1 er massen af ​​et af legemerne
  • m2 er massen af ​​en anden af ​​kroppene
  • r afstanden, der adskiller dem.
  • r * er enhedsvektoren, der angiver kraftens retning.

Hvis hver krops tiltrækningskræfter beregnes (kraften som masse 1 danner på 2 og omvendt), vil vi have to kræfter lige i modul og i modsat retning. For at opnå denne forskel i tegn er det nødvendigt at skrive ligningen som følger:

F12 = | G. m1.m2 / (r11-r2) 3 | . (r1-r2)

Når vi ændrer 1 gange 2, får vi kraften for hvert tilfælde. Skrevet på denne måde vektor (r1-r2) giver den rigtige retning (tegnet) for hver kraft.

Eksempler på loven om universel gravitation

Lad os løse et par øvelser som et eksempel på anvendelsen af ​​denne formel.

  • Antag, at en masse på 800 kg og en masse på 500 kg tiltrækkes i et vakuum, adskilt af et mellemrum på 3 meter. Hvordan kan vi beregne tiltrækningskraften, de oplever?

Du skal blot anvende formlen:

F = G. (m1.m2) / r2

Hvilket vil være: F = (6,67 × 10-11 N.m2 / kg2). (800 kg. 500 kg) / (3m) 2

Og så: F = 2.964 x 10-6 N.

  • Endnu en øvelse: I hvilken afstand skal vi placere to legemer med en masse på 1 kg, så de tiltrækker med en kraft på 1 N?

Ud fra samme formel

F = G. (m1.m2) / r2

Vi vil rydde afstanden og forblive det r2 = G. (m1.m2) / F

Eller hvad er det samme: r = √ (G. [m1.m2]) / F

Det vil sige: r = √ (6,67 × 10-11 N.m2 / kg2. 1 kg x 1 kg) / 1N

Resultatet er, at r = 8,16 x 10-6 meter.

!-- GDPR -->