Mit jelent a g a fizikában? Az egyetemes gravitáció törvénye, a szabad esés gyorsulása és a testtömeg

Annak érdekében, hogy kényelmesebbé váljon a fizika Különböző mennyiségeivel való munka, szabványos megnevezéseiket használják. Hála nekik, mindenki könnyen megjegyezhet számos fontos képletet bizonyos folyamatokhoz. Ebben a cikkben megvizsgáljuk azt a kérdést, hogy mit jelent a g a fizikában.

A gravitáció jelensége

Ahhoz, hogy megértsük, mit jelent a g a fizikában (a középiskolák 7. osztályában tanulmányozzák ezt a témát), meg kell ismernünk a gravitáció jelenségét. Század végén Isaac Newton közzétette híres tudományos munkáját, amelyben megfogalmazta a mechanika alapelveit. Ebben a munkában külön helyet különített el az úgynevezett univerzális gravitáció törvényének. Elmondása szerint minden véges tömegű test vonzza egymást, függetlenül a köztük lévő távolságtól. Az m tömegű testek közötti vonzerő₁, m₂ kiszámítása a következő képlettel történik:

F = G * m₁* a₂/ r².

Itt G az univerzális gravitációs állandó, r az űrben lévő testek tömegközéppontjai közötti távolság. Az F erőt gravitációs kölcsönhatásnak nevezzük, amely a Coulomb-kölcsönhatáshoz hasonlóan a távolság négyzetével csökken, azonban a Coulomb-tól eltérően a gravitációnak csak vonzó jellege van.

A szabad esés gyorsulása

A cikk e bekezdésének címe a válasz arra a kérdésre, hogy mit jelent a G betű a fizikában. Azért használják, mert a Latin nyelvből a szó "gravitáció" gravitas lesz. Most meg kell érteni, hogy mi a szabad esés gyorsulása. Ehhez fontolja meg, hogy milyen erő hat a föld felszíne közelében található minden testre. Hagyja, hogy a test m tömegű legyen, akkor megkapjuk:

F = G * m * M / R² = m * g, ahol g =G * M / R².

Itt M, R a bolygónk tömege és sugara. Vegye figyelembe, hogy még akkor is, ha a test egy bizonyos magasságban van h a felszín felett, ez a magasság sokkal kisebb, mint az R értéke, így a képletben figyelmen kívül hagyható. Számítsa ki a g értékét:

g = G * M / R² = 6.67*10^-11*5,972*10²⁴/(6371000)² = 9,81 m / c².

Mit jelent a g a fizikában? A g gyorsulás olyan mennyiség, amellyel a Föld felszínén szabadon eső test sebessége nő. A számításokból következik, hogy az esés minden másodpercében a sebesség növekedése 9,81 m/s (35,3 km / h).

Vegye figyelembe, hogy a g értéke nem függ a testtömegtől. Valójában észrevehető, hogy a sűrűbb testek gyorsabban esnek, mint a kevésbé sűrűek. Ez azért történik, mert különböző légellenállási erők befolyásolják őket, nem pedig a különböző gravitáció.

A fenti képlet lehetővé teszi, hogy G-t ne csak a Földünkre, hanem bármely más bolygóra is meghatározzuk. Például, ha helyettesítjük a Mars tömegét és sugarát, akkor 3,7 m/s értéket kapunk², ami majdnem 2,7-szer kevesebb, mint a Földön.

Testtömeg és gyorsulás g

A fentiekben megvizsgáltuk, hogy mit jelent a g a fizikában, azt is kiderült, hogy ez az a gyorsulás, amellyel az összes test a levegőbe esik, g pedig a gravitáció kiszámításakor is együttható.

Most tekintsünk egy olyan helyzetet, amikor a test nyugalomban van, például egy pohár van az asztalon. Két erő befolyásolja : a gravitáció és a támogató reakciók. Az első a gravitációhoz kapcsolódik, lefelé irányul, a második az asztal anyagának rugalmassága miatt felfelé irányul. Az üveg nem repül fel, és nem esik át az asztalon, csak azért, mert mindkét erő kiegyensúlyozza egymást. Ebben az esetben azt az erőt, amellyel a test (üveg) megnyomja a támaszt (asztalt), a test súlyának nevezzük. Nyilvánvaló, hogy a kifejezés a következő formában jelenik meg:

P = m * g.

A testtömeg változó érték. A fenti képlet nyugalmi állapotra vagy egyenletes mozgásra érvényes. Ha a test gyorsulással mozog, akkor súlya mind növekedhet, mind csökkenhet. Például az űrhajósok súlya, amelyet a hordozórakéta a Föld közeli pályájára helyez, többször növekszik az indítás során.