• Kas yra gravitacinis laukas?
• Gravitacinio lauko intensyvumas
• Gravitacijos potencialas
• Gravitacinio lauko pavyzdžiai

Aiškiname, kas yra gravitaciniai laukai ir kaip matuojamas jų intensyvumas. Taip pat gravitacinio lauko pavyzdžiai.

The Mėnulis skrieja aplink mūsų planetą veikiant Žemės masės gravitacinėms jėgoms.

Kas yra gravitacinis laukas?

Gravitacinis laukas arba gravitacinis laukas vadinamas jėgų rinkiniu, kuris atspindi, in fizinis, ką paprastai vadiname gravitacijos jėga: viena iš keturių pagrindinių jėgųvisata. Gravitacinė jėga yra patraukli jėga tarp masyvių objektų.

Pagallogika Iš gravitacinių laukų, M masės kūno buvimas erdvėje aplink jį sukuria gravitacinių jėgų lauką, kuris gali pakeisti jo įtakoje esančių masyvių objektų trajektoriją.

Tiesą sakant, jei kitas M masės kūnas priartės prie M gravitacinio lauko, pastebėsime, kad jo judėjimas yra pakeistas gravitacijos jėga. Ir, remiantis reliatyvumo teorija, netgi oras Šių jėgų veikiama ji pati, ją iškraipydama ir sukeldama išskirtinumus, tokius kaip juodosios skylės, astronominiai objektai, kurių gravitaciniai laukai yra tokie stiprūs, kad net šviesa pavyksta nuo jų pabėgti.

Gravitacijos laukai daugelį metų buvo teorinio pobūdžio, klasikinės (niutono) fizikos juos suprato kaip vektorinį lauką, o reliatyvistinės fizikos – kaip antros eilės tenzorinį lauką, tačiau 2016 m. bangos Atrodo, kad LIGO eksperimento mokslininkų gravitacinės traukos atskleidžia šį klausimą naujai.

Gravitacinio lauko intensyvumas

Intensyvumas paprastai apibrėžiamas kaip jėga, tenkanti masės vienetui.

Gravitacinių laukų intensyvumas arba, kas yra tas pats, pagreitis iš gravitacija (arba tiesiog gravitacija) klasikinėje fizikoje vaizduojama simboliu g ir kaip vektorių laukas, tai yra linijų, turinčių reikšmę ir adresu.

Ji paprastai apibrėžiama kaip jėga, tenkanti vienetui masė patirsite a dalelė nustatomas esant masės pasiskirstymui. Paprastai jis išreiškiamas niutonais kilogramui (N / kg).

Tada jo apskaičiavimo formulė būtų tokia:

g = lim m → 0 F / m, kur m būtų bandomoji masė, o F – ją veikianti gravitacinė jėga.

Gravitacijos potencialas

Niutono mechanikoje gravitacinio lauko gravitacinis potencialas yra skaliarinis dydis, matuojamas džauliais kilogramui (J / kg) ir apibrėžiamas kaipdarbas vienam masės vienetui, reikalingam kūnui pernešti pastoviu greičiu iš begalybės į tam tikrą nagrinėjamo gravitacinio lauko tašką.

Gravitacinis potencialas apskaičiuojamas pagal šią formulę:

V = - GM / r, kur V yra gravitacinis potencialas, G yra universali gravitacinė konstanta, o r yra atstumas nuo taško, kuriame norime apskaičiuoti potencialą, iki masės M padėties.

Gravitacinio lauko pavyzdžiai

Gravitacinis laukas yra aplink Saulę skriejančių planetų jėgos.

Puikus gravitacinio lauko pavyzdys yra Saulės sistema, kurioje planetos skrieja aplink Saulę, traukiamos savo masės gravitacinių jėgų.

Kitas pavyzdys yra Žemės gravitacinis laukas, kurį sukuria aplink ją esanti Žemės planeta ir kurį galime įvertinti kiekvieną kartą, kai į jį įmetame objektą. aš dažniausiai. Žemės masė yra maždaug 5974 x 1024 kg, o tai aplink ją sukuria nuostabų gravitacinį lauką.

Yra žinoma, kad Žemės gravitacija yra didesnė ar mažesnė nei 9,8 N / kg, tai yra 9,8 m / s pagreitis Žemės centro kryptimi. Ši vertė gali šiek tiek skirtis priklausomai nuo geografinės padėties, tačiau darant prielaidą, kad ji yra pastovi visame Žemės paviršiuje, yra labai geras apytikslis skaičiavimas.

Be to, gravitacinis laukas bus intensyvesnis netoli Žemės paviršiaus, nei išoriniuose Žemės sluoksniuose. atmosfera.