Kuinka laskea painovoima

Sisältö

• Painovoima
• Painovoima selitetty
• Voima painovoiman vuoksi
• vinkkejä

Painovoima on kaikkialla - sekä kirjaimellisesti että ihmisten jokapäiväisessä tietoisessa teossa ympäri maailmaa. On vaikeaa tai mahdotonta kuvitella elävänsä maailmassa, jossa ei ole vaikutuksia, tai jopa sellaisessa maailmassa, jossa vaikutuksia parannettiin "pienellä" määrällä - sanotaan "vain" noin 25 prosenttia. No, kuvittele itsesi siirtymästä siitä, että et pysty hyppäämään tarpeeksi korkealle koskettamaan 10 jalkaa korkeaa koripalloreunaa voidakseen räjähtää helposti; tämä on noin mitä 25 prosentin lisäys hyppykykyyn vähentyneen painovoiman ansiosta tarjoaisi valtavan määrän ihmisiä!

Yksi neljästä fyysisestä fyysisestä voimasta, painovoima vaikuttaa jokaiseen ihmisen suunnitteluyritykseen, etenkin taloustieteessä. Mahdollisuus laskea painovoima ja ratkaista niihin liittyvät ongelmat on perustavanlaatuinen ja välttämätön taito johdanto fysiikan kursseilla.

Painovoima

Kukaan ei osaa sanoa tarkalleen, mikä painovoima "on", mutta se on mahdollista kuvata matemaattisesti ja muiden fysikaalisten määrien ja ominaisuuksien perusteella. Painovoima on yksi luonnon neljästä perusvoimasta, muut ovat vahvat ja heikot ydinvoimat (jotka toimivat atomien sisäisellä tasolla) ja sähkömagneettinen voima. Painovoima on heikoin neljästä, mutta sillä on valtava vaikutus siihen, miten itse maailmankaikkeus rakentuu.

Matemaattisesti painovoima newtonissa (tai vastaavasti, kg m / s)²) minkä tahansa kahden massakohteen välillä M₁ ja M₂ erotettu toisistaan R metriä ilmaistaan:

F_ {grav} = frac {GM_1M_2} {r ^ 2}

missä yleismaailmallinen painovoiman vakio G = 6.67 × 10^-11 N m²/ kg².

Painovoima selitetty

Suuruus g Minkä tahansa "massiivisen" esineen (ts. galaksi, tähti, planeetta, kuu jne.) painovoimakentä ilmaistaan ​​matemaattisesti suhteella:

g = frac {GM} {d ^ 2}

missä G on juuri määritelty vakio, M on esineen massa ja d on esineen ja kentän mittauskohdan välinen etäisyys. Voit nähdä tarkastelemalla lauseketta F_grav että g on voimayksiköt jaettuna massalla, koska yhtälö g on lähinnä painovoimayhtälön voima (yhtälö F_grav) ottamatta huomioon pienemmän esineen massaa.

Muuttuja g siksi siinä on kiihtyvyysyksiköitä. Maapallon pinnan lähellä maan gravitaatiovoimasta johtuva kiihtyvyys on 9,8 metriä sekunnissa sekunnissa tai 9,8 m / s². Jos päätät mennä pitkälle fysiikan tieteessä, näet tämän luvun enemmän kuin pystyt laskemaan.

Voima painovoiman vuoksi

Yhdistämällä kaavat yllä olevissa kahdessa osassa saadaan aikaan suhde

F = mg

missä g = 9,8 m / s² maan päällä. Tämä on erikoistapaus Newtonin toisesta liikelaista, joka on

F = ma

Painovoimakiihtyvyyskaavaa voidaan käyttää tavalliseen tapaan ns. Newtonin liikeyhtälöiden kanssa, jotka liittyvät massaan (m), nopeus (v), lineaarinen sijainti (x), pystyasento (y), kiihtyvyys () ja aika (T). Toisin sanoen d = (1/2)at², etäisyys, jonka esine kulkee ajoissa T tietyn kiihtyvyyden voimalla olevalla linjalla etäisyys y esine kuuluu ajallisesti painovoiman alaisuuteen T saadaan lausekkeella d = (1/2)gt²tai 4.9_t_² kohteille, jotka kuuluvat maan painon vaikutukseen.

vinkkejä