Универсальный закон тяготения Ньютона и факторы, влияющие на напряженность гравитационного поля
Совпадение сыграло главную роль в открытии Исааком Ньютоном общего закона тяготения, когда он заметил падение яблока с дерева на землю, Ньютон сделал несколько основных предположений, которые помогли ему сформулировать общий закон тяготения.
Универсальный закон тяготения Ньютона
Из этих предположений:
- Яблоко падает, потому что его притягивает Земля, а яблоко, в свою очередь, притягивает Землю.
- Гравитационное притяжение между телами распространяется на огромные расстояния, из-за этого существует взаимное притяжение между Землей и Луной, а также между Солнцем и планетами, вращающимися вокруг него.
- Это гравитационное притяжение между телами зависит от масс притягиваемых тел и расстояния между ними.
Посредством этих предположений он сформулировал общий закон тяготения:
Общий (универсальный) закон тяготения:
Тело во Вселенной притягивает другое тело силой, которая прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между их центрами.
Математическое выражение для общего закона тяготения:
F = GM м / м2
Где (r) — расстояние между центрами двух тел, а (G) — общая гравитационная постоянная.
Гравитационная постоянная — это взаимная сила между двумя телами массой 1 кг каждое и расстоянием между их центрами 1 м.
G = Fr² / мм
G = 6,67 × 10 -11 N.m².kg -2 = 6,67 × 10 -11 m³.kg -1 .s -2
Размеры общей гравитационной постоянной: M −1 L³.T −2
Сила гравитационного притяжения, очевидно, существует между шарами, в то время как между обычными объектами на Земле она незаметна, как два человека, стоящие рядом друг с другом или две соседние машины.
Это происходит из-за огромных масс шаров по сравнению с массами обычных объектов на Земле, где сила тяготения прямо пропорциональна произведению притягиваемых масс.
Абу Аль-Рейхан Аль Бируни:
Астроном Абу Аль-Рейхан Аль Бируни смог определить периметр Земли. Другие арабские ученые, такие как Али Бен Эйсса Остерлаб и Али Аль-Бухтури, внесли свой вклад в развитие астрономии.
Гравитационное поле
Универсальный закон гравитации гласит, что гравитационное притяжение между двумя телами обратно пропорционально квадрату расстояния между их центрами. Таким образом, гравитационная сила постепенно уменьшается с расстоянием, пока расстояние между двумя телами не достигнет точки, в которой притяжение прекращается.
В пределах этого расстояния, есть область , в которой силы притяжения появляются, эта область называется гравитационное поле , гравитационное поле является пространство , в котором гравитационные силы появляются.
Напряженность гравитационного поля (г)
Напряженность гравитационного поля Земли в точке равна ускорению свободного падения в этой точке. Это сила тяжести, действующая на массу в 1 кг.
Применяя универсальный закон тяготения:
F = мг, F = G м M / м2
∴ мг = G м M / м2
Напряженность гравитационного поля определяется соотношением:
г = GM / r²
Где: r = R + h
Единица измерения напряженности гравитационного поля м / с² или Н / кг.
Где: (M) — масса Земли, равная 5,98 × 10 24 кг, (r) — расстояние от центра Земли, (R) — радиус Земли, равный 6378 км, а (h) — радиус Земли. высота точки над поверхностью Земли.
Если тело находится на высоте (h) над поверхностью Земли: g = GM / (R + h) ²
Если тело находится на глубине (h) ниже поверхности Земли: g = GM / (R — h) ²
Чтобы сравнить ускорение свободного падения для двух планет: g 1 / g 2 = M 1 R 2 ² / M 2 R 1 ²
Факторы, влияющие на напряженность гравитационного поля (г)
Масса планеты: интенсивность гравитационного поля прямо пропорциональна массе планеты, наклон = g / M = G / r²
Расстояние от центра планеты: интенсивность гравитационного поля обратно пропорциональна квадрату расстояния от центра планеты, наклон = g r² / GM.