• Co to jest pole grawitacyjne?
• Natężenie pola grawitacyjnego
• Potencjał grawitacyjny
• Przykłady pola grawitacyjnego

Wyjaśniamy, czym są pola grawitacyjne i jak mierzy się ich natężenie. Również przykłady pola grawitacyjnego.

ten Księżyc okrąża naszą planetę dzięki siłom grawitacyjnym masy Ziemi.

Co to jest pole grawitacyjne?

Pole grawitacyjne lub pole grawitacyjne nazywa się zbiorem sił, które reprezentują, w fizyczny, co powszechnie nazywamy siłą grawitacji: jedną z czterech podstawowych siłwszechświat. Siła grawitacyjna to siła przyciągania między masywnymi obiektami.

Wedługlogika Z pól grawitacyjnych obecność ciała o masie M generuje w otaczającej go przestrzeni pole sił grawitacyjnych, które pod jego wpływem mogą zmieniać trajektorię masywnych obiektów.

W rzeczywistości, jeśli inne ciało o masie M zbliży się do pola grawitacyjnego M, zauważymy, że jego ruch jest zmieniany przez siła grawitacji. A zgodnie z teorią względności nawet pogoda Sama byłaby pod wpływem tych sił, zniekształcając ją i powodując powstawanie osobliwości, takich jak czarne dziury, obiekty astronomiczne, których pola grawitacyjne są tak silne, że nawet światło udaje się im uciec.

Pola grawitacyjne przez wiele lat miały charakter wybitnie teoretyczny, rozumiany przez fizykę klasyczną (newtonowską) jako pole wektorowe, a przez fizykę relatywistyczną jako pole tensorowe drugiego rzędu, ale odkrycie w 2016 r. fale Siły grawitacyjne naukowców biorących udział w eksperymencie LIGO wydają się rzucać nowe światło na tę sprawę.

Natężenie pola grawitacyjnego

Intensywność jest powszechnie definiowana jako siła na jednostkę masy.

Intensywność pól grawitacyjnych lub, co jest tym samym, przyśpieszenie z powaga (lub po prostu grawitacja) jest reprezentowana w fizyce klasycznej przez symbol g i jako pole wektorów, czyli linii obdarzonych znaczeniem i adres.

Powszechnie definiuje się ją jako siłę na jednostkę masa doświadczysz cząstka określone w obecności rozkładu masy. Jest zwykle wyrażany w niutonach na kilogram (N/kg).

Wzór na jego obliczenie byłby zatem następujący:

g = lim m → 0 F / m, gdzie m byłoby masą testową, a F siłą grawitacji działającą na nią.

Potencjał grawitacyjny

Potencjał grawitacyjny pola grawitacyjnego jest w mechanice Newtona wielkością skalarną mierzoną w dżulach na kilogram (J / kg) i zdefiniowaną jako ilośćstanowisko na jednostkę masy niezbędną do przetransportowania ciała ze stałą prędkością od nieskończoności do określonego punktu w danym polu grawitacyjnym.

Potencjał grawitacyjny obliczany jest na podstawie wzoru:

V = - GM / r, gdzie V jest potencjałem grawitacyjnym, G jest uniwersalną stałą grawitacyjną, a r jest odległością od punktu, w którym chcemy obliczyć potencjał, do położenia masy M.

Przykłady pola grawitacyjnego

Pole grawitacyjne to siły planet krążących wokół Słońca.

Doskonałym przykładem pola grawitacyjnego jest pole Układ Słoneczny, w którym planety krążą wokół Słońca, przyciągane przez siły grawitacyjne swojej masy.

Innym przykładem jest pole grawitacyjne Ziemi, generowane przez otaczającą ją planetę Ziemię, które możemy docenić za każdym razem, gdy upuszczamy w nie jakiś obiekt. ja zwykle. Masa Ziemi wynosi około 5974 x 1024 kg, co wytwarza wokół niej niezwykłe pole grawitacyjne.

Wiadomo, że grawitacja Ziemi wynosi mniej więcej 9,8 N/kg, czyli przyspieszenie 9,8 m/sw kierunku środka Ziemi. Wartość ta może się nieznacznie różnić w zależności od położenia geograficznego, ale założenie, że jest stała na całej powierzchni Ziemi, jest bardzo dobrym przybliżeniem.

Ponadto pole grawitacyjne będzie intensywniejsze w sąsiedztwie powierzchni Ziemi niż w zewnętrznych warstwach Ziemi. atmosfera.