Ņūtona universālās gravitācijas likums tiek izmantots, lai izskaidrotu gravitācijas spēku. Gravitācijas spēks ir bezkontakta spēka veids, gravitācijas spēks ir dabas spēks, kas vienmēr ir pievilcīgs un konservatīvs. Gravitācijas spēks ir definēts kā pievilkšanās spēks, ko izjūt divi vai vairāki objekti, kas saskaras. Gravitācijas spēku nosaka formula, kas iegūta no Ņūtona universālā pievilkšanās likuma, kas pazīstama kā gravitācijas spēka formula. Mūsu vidi ieskauj gravitācija. Tas nosaka, cik daudz mēs sveram un cik tālu basketbola bumba atsitīsies, pirms atsitīsies pret zemi, kad to met. Spēks, ko Zeme pieliek jums, ir vienāds ar gravitācijas spēku uz Zemes. Gravitācijas spēks ir vienāds ar jūsu svaru, kamēr atrodaties miera stāvoklī uz Zemes virsmas vai tās tuvumā. Arī gravitācijas lauka klātbūtne ir nepieciešama siltuma pārnesei caur dabisko konvekciju.

Satura rādītājs

• Kas ir gravitācijas spēks?
• Ņūtona gravitācijas likums
• Gravitācijas spēka formula
• Gravitācijas spēka mērvienība
• Gravitācijas spēka īpašības
• Gravitācijas spēka piemēri
• Atšķirība starp gravitācijas spēku un gravitācijas spēku

Gravitācijas spēka piemērs

Kas ir gravitācijas spēks?

Gravitācijas vai smagums ir spēks, kas piesaista jebkurus divus ķermeņus Visumā neatkarīgi no tā, vai tiem ir vienāda masa vai ne. Ņūtona gravitācijas likums apgalvo, ka visi objekti, ieskaitot sevi, piesaista viens otru. Gravitācijas spēka mērvienība ir Ņūtons, ko apzīmē kā N.

Gravitācijas izpēte ir devusi lielu labumu no daudzu pazīstamu zinātnieku ieguldījuma. 17. gadsimta sākumā itāļu astronoms Galileo Galilejs atklāja, ka visi objekti vienmērīgi paātrinās Zemes centra virzienā. Savā 1687. gada revolucionārajā pētījumā angļu matemātiķis Īzaks Ņūtons pirmo reizi atklāja gravitācijas likumus.

Gravitācija tiek uzskatīta par pamatspēku, jo tās ietekmi uz jebkuru objektu var viegli novērot. Tādējādi gravitācijas spēks iedarbojas uz katru objektu, kam ir masa. Tātad gravitācijas spēks ir pamatspēks. Tā kā starp objektiem nav pieskāriena, gravitācijas spēks ir bezkontakta. Tā kā tas ir fokusēts uz orbītas centru, kurā objekts pārvietojas, tas ir centripetāls. Tas ir atbildīgs par ķermeņa orbītas saglabāšanu. Velkonis, kas ir vērsts prom no centra, tiek piedzīvots ar rotējošu ķermeni. Centrbēdzes spēks ir tas, kas izraisa šo vilkšanu. No visiem pamatspēkiem gravitācijas spēks ir vājākais.

Lasīsim vairāk par - Paātrinājums gravitācijas dēļ

Ņūtona gravitācijas likums

Ņūtona gravitācijas formula

Ņūtona gravitācijas likums jeb Ņūtona universālās gravitācijas likums (vai Universālie gravitācijas likumi) ir likums, kas ved uz turpmāku gravitācijas izpēti un nosaka, ka visi objekti Visumā ar jebkādu masu vienmēr piesaista viens otru ar pievilkšanās spēku. Šo pievilkšanas spēku sauc par gravitācijas spēku (F), kas ir,

• Tieši proporcionāls masu reizinājumam (m₁un m₂) no diviem objektiem, kas saskaras ar citiem, un
• Apgriezti proporcionāls attāluma (r) kvadrātam starp to centriem.

Iepriekšminētā likuma izteiksmi vai sakarību dod gravitācijas spēka formula, kas aplūkota zemāk:

Gravitācijas spēka formula

Gravitācijas likums nosaka gravitācijas spēku (F) starp diviem masu ķermeņiem (m₁un m₂) attālumā r, neatkarīgi no to centriem, ir norādīts kā:

F ∝ m ₁ m ₂

F ∝ 1/r ²

Tagad, apvienojot divas iepriekš minētās attiecības kā

satur apakšvirkni java

F ∝ m ₁ m ₂ / r ²

F = Gm ₁ m ₂ / r ²

kur G ir proporcionalitātes konstante, kas pazīstama kā Gravitācijas konstante (= 6,67 × 10⁻¹¹N⋅ m²/Kilograms²).

Gravitācijas spēka mērvienība

• Gravitācijas spēka SI vienība ir Ņūtons (N).
• Gravitācijas spēka dimensiju formula ir [M¹L¹T^-2].

Gravitācijas spēka īpašības

Šeit ir dažas svarīgas gravitācijas spēka raksturīgās iezīmes,

• Gravitācijas spēki vienmēr ir pievilcīgi un vājākie no visiem fundamentālajiem spēkiem.
• Tas ir bezkontakta spēka veids, jo tam nav nepieciešams fizisks kontakts vai pieskāriens, lai to piedzīvotu objektu sistēma.
• Gravitācijas spēks ir liela attāluma spēks, un tam nav nepieciešama nekāda vide.
• Gravitācijas spēka vērtība uz Zemes virsmas ir nemainīga.

Lasi arī: Kontaktspēki un bezkontakta spēki

Gravitācijas spēka piemēri

Dažus gravitācijas spēka ikdienas dzīves piemērus var apspriest kā

Zemes gravitācijas spēks

Katrs objekts ir pakļauts Zemes gravitācijas pievilkšanai, parādībai, kas pazīstama kā gravitācija. Mēs nevaram brīvi peldēt gaisā gravitācijas dēļ, kas mūs notur uz zemes. Spēks, ko Zeme un mēs abi pieliekam uz planētu, ir vienāds. Tomēr Zeme paliek neskarta tās milzīgā izmēra dēļ. Ja pakārts objekts tiek atlaists, tas dabiski nokritīs Zemes centra virzienā.

Gravitācijas spēks starp Zemi un Mēnesi

Pateicoties Zemes un Mēness pievilkšanas spēkam, Mēness riņķo ap Zemi. Lai aprēķinātu šo spēku, gravitācijas spēka formulā ievietojam to masas un abu centru attālumu. Pēc tam tika konstatēts, ka gravitācijas spēks starp Zemi un Mēnesi ir 2 × 10^divdesmitN.

Saules gravitācijas spēks

Savas masīvās masas dēļ Saule iedarbojas ar gravitācijas spēku, kura diapazons ir ārkārtīgi plašs. Šis pievilkšanas spēks liek visām planētām riņķot ap Sauli elipses formā. Gravitācijas spēka formulu var izmantot, lai noteiktu gravitācijas spēku, kas uz Zemi iedarbojas no Saules, un tika konstatēts, ka tas ir 3,5 × 10²²N.

Saules gravitācijas spēks

Atšķirība starp gravitācijas spēku un gravitācijas spēku

Gravitācija pret gravitāciju

Detalizēti apspriedīsim galvenās gravitācijas un gravitācijas spēka atšķirības, kā minēts tabulā:

Lasīt vairāk,

• Atšķirība starp gravitācijas spēku un gravitāciju
• Keplera planētu kustības likums
• Faktori, kas ietekmē gravitācijas izraisīto paātrinājumu

Gravitācijas spēka piemēri

1. piemērs: Atrodiet pievilkšanās spēku starp diviem ziloņiem, no kuriem viens sver 1000 kg, bet otrs ar masu 800 kg, ja attālums starp tiem ir 5 m.

Risinājums:

Dots: m₁= 1000 kg, m₂= 800 kg, r = 5 m

Gravitācijas spēka formula ir dota šādi: F_g=frac{Gm_1m_2}{r^2}

Šeit G = 6,67 × 10⁻¹¹N⋅ m²/Kilograms²

Formulā aizstājot vērtības, mēs iegūstam:

F_g=frac{6.67 ×10^{−11}N⋅ m^2/kg^2)(1000 kg)(800 kg)}{5^2}

F _g = 2,1 × 10 ^-6 N

2. piemērs: Atrodiet pievilkšanas spēku starp cilvēku, kura masa ir 50 kg, un autobusu, kura masa ir 1500 kg, ja attālums starp tiem ir 10 m.

Risinājums:

Dots: m₁= 50 kg, m₂= 1500 kg, r = 10 m

Gravitācijas spēka formula ir dota šādi: F_g=frac{Gm_1m_2}{r^2}

Šeit G = 6,67 × 10⁻¹¹N⋅ m²/Kilograms²

Formulā aizstājot vērtības, mēs iegūstam:

F_g=frac{6.67 ×10^{−11}N⋅ m^2/kg^2)(50 kg)(1500 kg)}{10^2}

F _g = 5,0025 × 10 ^-8 N

3. piemērs. Pieņemsim, ka gravitācijas spēks starp diviem ķermeņiem noteiktā attālumā ir 4 N. Atrodiet pievilkšanas spēku, ja attālums starp tiem ir dubultojies.

Risinājums:

ko Ravel dara python

Ņūtona gravitācijas likums nosaka, ka gravitācijas spēks starp diviem punktveida objektiem ir tieši proporcionāls to masu reizinājumam un apgriezti proporcionāls attāluma kvadrātam starp tiem.

F_g=frac{Gm_1m_2}{r^2}

Vienādojums parāda, ka noteiktām masām, ja r aizstāj ar 2r, spēks kļūst par 1/4 sākotnējo spēku. Tāpēc pievilkšanas spēks kļūs par 4/4 = 1 N.

4. piemērs: Zemes masa ir 6 × 10 ²⁴ Kilograms. Attālums starp Zemi un Sauli ir 1,5 × 10 ^vienpadsmit m. Ja gravitācijas spēks starp abiem ir 3,5 × 10 ²² N, kāda ir Saules masa?

Risinājums:

Dots: m_{Tas ir}= 6 × 10²⁴kg, r = 1,5 × 10^vienpadsmitm un F = 3,5 × 10²²N

Gravitācijas spēka formula ir dota šādi: F_g=frac{Gm_1m_2}{r^2} .

⇒ 3,5 × 10²²N =frac{6.67×10^{-11}×6×10^{24}×m_{sun}}{(1.5×10^{11})^2}

⇒ Saules masa =frac{3.5×10^{22}×2.25×10^{22}}{40.02×10^{13}}

= 1,967 × 10 ³⁰ Kilograms

Bieži uzdotie jautājumi par gravitācijas spēku

Q1: definējiet gravitācijas spēku.

Gravitācijas spēks ir spēks, kas piesaista jebkurus divus objektus Visumā neatkarīgi no tā, vai tiem ir vienāda masa. Turklāt Ņūtona universālais gravitācijas likums nosaka, ka viss, ieskaitot jūs, velk visus pārējos objektus Visumā.

Q2: Kas ir gravitācijas spēks starp diviem objektiem?

Gravitācijas spēks starp diviem objektiem ar masu m₁un m₂attālumu r viens no otra var aprēķināt, izmantojot tālāk minēto formulu:

F = Gm ₁ m ₂ / r ²

Q3: Kas atklāja gravitācijas spēku?

Angļu matemātiķis Īzaks Ņūtons pirmo reizi atklāja gravitācijas likumus un spēkus.

Q4: Kādas ir divas gravitācijas spēka īpašības?

Šīs ir svarīgas gravitācijas spēku īpašības:

• Gravitācijas spēki vienmēr ir pievilcīgi un vājākie no visiem fundamentālajiem spēkiem.
• Tas ir bezkontakta spēka veids, jo tam nav nepieciešams fizisks kontakts vai pieskāriens, lai to piedzīvotu objektu sistēma.

Q5: Kāds ir gravitācijas spēka lielums?

Gravitācijas spēka lielums starp zemi un 1 kg smagu objektu ir 9,8 N.

Q6: Kāds ir gravitācijas spēka diapazons?

Gravitācijas spēka diapazons ir bezgalīgs.