Na vysvetlenie gravitačnej sily sa používa Newtonov zákon univerzálnej gravitácie. Gravitačná sila je typ bezkontaktnej sily, gravitačná sila je sila v prírode, ktorá je vždy atraktívna a konzervatívna. Gravitačná sila je definovaná ako sila príťažlivosti, ktorú zažívajú dva alebo viac predmetov v kontakte. Gravitačná sila je určená vzorcom získaným z Newtonovho univerzálneho zákona príťažlivosti, známeho ako vzorec gravitačnej sily. Naše prostredie je obklopené gravitáciou. Určuje, koľko vážime a ako ďaleko sa basketbalová lopta odrazí pred dopadom na zem, keď je hodená. Sila, ktorou na vás Zem pôsobí, sa rovná gravitačnej sile na Zemi. Gravitačná sila sa rovná vašej hmotnosti, keď ste v pokoji na povrchu Zeme alebo v jeho blízkosti. Pri prenose tepla prirodzenou konvekciou je tiež potrebná prítomnosť gravitačného poľa.

Obsah

• Čo je to gravitačná sila?
• Newtonov gravitačný zákon
• Vzorec gravitačnej sily
• Jednotka gravitačnej sily
• Vlastnosti gravitačnej sily
• Príklady gravitačných síl
• Rozdiel medzi gravitáciou a gravitačnou silou

Príklad gravitačnej sily

Čo je to gravitačná sila?

Gravitačné alebo gravitácia je sila, ktorá priťahuje akékoľvek dve telesá vo vesmíre, či už majú rovnakú hmotnosť alebo nie. Newtonov zákon gravitácie tvrdí, že všetky predmety, vrátane seba, sa navzájom priťahujú. Jednotkou gravitačnej sily sú Newtony, označované ako N.

Štúdium gravitácie veľa ťažilo z príspevkov mnohých známych vedcov. Začiatkom 17. storočia taliansky astronóm Galileo Galilei zistil, že všetky objekty sa zrýchľujú rovnomerne smerom k stredu Zeme. Vo svojej prelomovej štúdii z roku 1687 anglický matematik Isaac Newton prvýkrát objavil gravitačné zákony.

Gravitácia sa považuje za základnú silu, pretože jej vplyv na akýkoľvek objekt možno ľahko pozorovať. Gravitačná sila teda pôsobí na každý objekt, ktorý má hmotnosť. Gravitačná sila je teda základná sila. Keďže medzi objektmi nie je žiadny dotyk, gravitačná sila je bezkontaktná. Keďže je zaostrený na stred obežnej dráhy, po ktorej sa objekt pohybuje, je dostredivý. Je zodpovedný za udržiavanie obežnej dráhy tela. Ťahanie, ktoré je nasmerované preč od stredu, zažije rotujúce telo. Toto ťahanie spôsobuje odstredivá sila. Zo všetkých základných síl je gravitačná sila najslabšia.

Prečítajte si viac o – Zrýchlenie vďaka gravitácii

Newtonov gravitačný zákon

Newtonov gravitačný vzorec

Newtonov gravitačný zákon alebo Newtonov zákon univerzálnej gravitácie (alebo univerzálne zákony gravitácie) je zákon, ktorý vedie k ďalšiemu štúdiu gravitácie a uvádza, že všetky objekty vo vesmíre, ktoré majú akúkoľvek hmotnosť, sa vždy navzájom priťahujú príťažlivou silou. Táto sila príťažlivosti sa nazýva gravitačná sila (F), čo je

• Priamo úmerné súčinu hmotností (m₁a m₂) z dvoch predmetov v kontakte s inými a
• Nepriamo úmerné druhej mocnine vzdialenosti (r) medzi ich stredmi.

Výraz alebo vzťah pre vyššie uvedený zákon je daný vzorcom gravitačnej sily, ktorý je diskutovaný nižšie:

Vzorec gravitačnej sily

Zákon gravitácie udáva gravitačnú silu (F) medzi dvoma telesami s hmotnosťou (m₁a m₂) vo vzdialenosti r, okrem ich stredov, je daná ako:

F ∝ m ₁ m ₂

F ∝ 1/r ²

Teraz, keď spojíme vyššie uvedené dva vzťahy,

F ∝ m ₁ m ₂ / r ²

matematická trieda java

F = Gm ₁ m ₂ / r ²

kde G je konštanta úmernosti známa ako Gravitačná konštanta (= 6,67 x 10⁻¹¹N⋅ m²/kg²).

Jednotka gravitačnej sily

• Jednotkou SI gravitačnej sily je Newton (N).
• Rozmerový vzorec gravitačnej sily je [M¹L¹T^-2].

Vlastnosti gravitačnej sily

Tu sú niektoré dôležité charakteristické črty gravitačnej sily,

• Gravitačné sily sú vždy príťažlivé a najslabšie zo všetkých základných síl.
• Je to typ bezkontaktnej sily, pretože nevyžaduje žiadny fyzický kontakt alebo dotyk, ktorý má systém predmetov zažiť.
• Gravitačná sila je sila dlhého dosahu a nevyžaduje žiadne médium.
• Hodnota gravitačnej sily na povrchu Zeme je konštantná.

Prečítajte si tiež: Kontaktné a nekontaktné sily

Príklady gravitačných síl

O niektorých príkladoch gravitačnej sily z každodenného života možno diskutovať ako:

Gravitačná sila Zeme

Každý objekt je vystavený gravitačnej príťažlivosti Zeme, javu známemu ako gravitácia. Nemôžeme sa voľne vznášať vo vzduchu kvôli gravitácii, ktorá nás drží na zemi. Sila, ktorou Zem a my obaja pôsobíme na planétu, je rovnaká. Zem však zostáva nedotknutá kvôli svojej obrovskej veľkosti. Ak sa zavesený objekt pustí, prirodzene spadne v smere stredu Zeme.

Gravitačná sila medzi Zemou a Mesiacom

V dôsledku gravitačnej sily Zeme a Mesiaca sa Mesiac otáča okolo Zeme. Na výpočet tejto sily vložíme ich hmotnosti a vzdialenosť medzi ich dvoma centrami do vzorca gravitačnej sily. Potom sa zistilo, že gravitačná sila medzi Zemou a Mesiacom je 2 × 10^dvadsaťN.

heapify triediť

Gravitačná sila Slnka

Kvôli svojej masívnej hmotnosti Slnko pôsobí gravitačnou silou, ktorej rozsah je extrémne široký. Táto príťažlivá sila spôsobuje, že všetky planéty obiehajú okolo Slnka v eliptickom tvare. Vzorec gravitačnej sily možno použiť na určenie gravitačnej sily pôsobiacej na Zem zo Slnka a zistilo sa, že je 3,5 × 10²²N.

Gravitačná sila slnka

Rozdiel medzi gravitáciou a gravitačnou silou

Gravitácia vs gravitácia

Poďme diskutovať o kľúčových rozdieloch medzi gravitáciou a gravitačnou silou, ako je uvedené v tabuľke nižšie:

Čítaj viac,

• Rozdiel medzi gravitačnou silou a gravitáciou
• Keplerov zákon planetárneho pohybu
• Faktory ovplyvňujúce zrýchlenie v dôsledku gravitácie

Príklady gravitačnej sily

Príklad 1: Nájdite gravitačnú príťažlivú silu medzi dvoma slonmi, jedným s hmotnosťou 1000 kg a druhým s hmotnosťou 800 kg, ak je medzi nimi vzdialenosť 5 m.

Riešenie:

Vzhľadom na to: m₁= 1000 kg, m₂= 800 kg, r = 5 m

Vzorec pre gravitačnú silu je uvedený ako: F_g=frac{Gm_1m_2}{r^2}

Tu G = 6,67 x 10⁻¹¹N⋅ m²/kg²

Nahradením hodnôt vo vzorci máme:

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

F _g = 2,1 x 10 ^-6 N

Príklad 2: Nájdite gravitačnú príťažlivú silu medzi mužom s hmotnosťou 50 kg a autobusom s hmotnosťou 1500 kg, ak je vzdialenosť medzi nimi 10 m.

Riešenie:

liečiť nástroj gimp

Vzhľadom na to: m₁= 50 kg, m₂= 1500 kg, r = 10 m

Vzorec pre gravitačnú silu je uvedený ako: F_g=frac{Gm_1m_2}{r^2}

Tu G = 6,67 x 10⁻¹¹N⋅ m²/kg²

Nahradením hodnôt vo vzorci máme:

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

Príklad 3: Predpokladajme, že gravitačná sila medzi dvoma telesami v určitej vzdialenosti je 4 N. Nájdite silu príťažlivosti, ak je vzdialenosť medzi nimi dvojnásobná.

Riešenie:

Newtonov gravitačný zákon hovorí, že gravitačná sila medzi dvoma bodovými objektmi je priamo úmerná súčinu ich hmotností a nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi.

F_g=frac{Gm_1m_2}{r^2}

Rovnica ukazuje, že pre dané hmotnosti, ak je r nahradené 2r, sila sa stane 1/4 pôvodnej sily. Preto bude príťažlivá sila 4/4 = 1 N.

Príklad 4: Hmotnosť Zeme je 6 × 10 ²⁴ kg. Vzdialenosť medzi Zemou a Slnkom je 1,5 × 10 ^jedenásť m. Ak je gravitačná sila medzi nimi 3,5 × 10 ²² N, aká je hmotnosť Slnka?

Riešenie:

Vzhľadom na to: m_{to je}= 6 × 10²⁴kg, r = 1,5 x 10^jedenásťm a F = 3,5 x 10²²N

iphone emojis v systéme Android

Vzorec pre gravitačnú silu je uvedený ako: 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}

⇒ Hmotnosť slnka =frac{3.5×10^{22}×2.25×10^{22}}{40.02×10^{13}}

= 1,967 × 10 ³⁰ kg

Časté otázky o gravitačnej sile

Q1: Definujte gravitačnú silu.

Gravitačná sila je sila, ktorá priťahuje akékoľvek dva objekty vo vesmíre, či už majú rovnakú hmotnosť alebo nie. Okrem toho Newtonov univerzálny gravitačný zákon uvádza, že všetko, vrátane vás, ťahá každý iný objekt vo vesmíre.

Otázka 2: Čo je gravitačná sila medzi dvoma objektmi?

Gravitačná sila medzi dvoma objektmi s hmotnosťou m₁a m₂vo vzdialenosti r od seba možno vypočítať pomocou nižšie uvedeného vzorca:

F = Gm ₁ m ₂ / r ²

Otázka 3: Kto objavil gravitačnú silu?

Anglický matematik Isaac Newton prvýkrát objavil gravitačné zákony a sily.

Q4: Aké sú dve vlastnosti gravitačnej sily?

Nasledujúce sú dôležité vlastnosti gravitačných síl:

• Gravitačné sily sú vždy príťažlivé a najslabšie zo všetkých základných síl.
• Je to typ bezkontaktnej sily, pretože nevyžaduje žiadny fyzický kontakt alebo dotyk, ktorý má systém predmetov zažiť.

Otázka 5: Aká je veľkosť gravitačnej sily?

Veľkosť gravitačnej sily medzi zemou a objektom s hmotnosťou 1 kg je 9,8 N.

Otázka 6: Aký je rozsah gravitačnej sily?

Rozsah gravitačnej sily je nekonečný.