Kalkulator siły grawitacji
Spis treści
Definicja siły grawitacjiCo to jest równanie grawitacji?Jak korzystać z kalkulatora wzoru na grawitacjęFAQsKalkulator siły grawitacji pozwoli ci obliczyć siłę pomiędzy dwoma oddziaływającymi ze sobą ciałami. Czytaj dalej, aby lepiej zrozumieć definicję siły grawitacji i jak odpowiednio wykorzystać wzór na siłę grawitacji.
Definicja siły grawitacji
Prawo powszechnej grawitacji Newtona mówi, że każde ciało o niezerowej masie przyciąga każde inne ciało we wszechświecie. Ta siła przyciągania nazywana jest grawitacją. Może się to wydawać zabawne, ale istnieje ona między wszystkimi masywnymi obiektami bez wyjątku! Na przykład, gdy czytasz te słowa, między tobą a ekranem komputera powstaje maleńka siła. Siła ta jest zbyt mała, aby wywołać jakikolwiek widoczny efekt, ale jeśli zastosujesz zasadę działania siły grawitacyjnej do planet lub gwiazd o ogromnej masie, jej efekty zaczną być widoczne.
Nasz kalkulator swobodnego spadania jest jednym z najczęstszych przykładów ilustrujących zasadę działania siły grawitacji.
Co to jest równanie grawitacji?
Skorzystaj z następującego wzoru, aby obliczyć siłę grawitacji pomiędzy dwoma dowolnymi obiektami:
F = GMm/R²
gdzie:
- F — siła grawitacyjna, mierzona w niutonach (N; (nasz przelicznik siły 🇺🇸 może zamienić niutony na inne jednostki). Jest ona zawsze dodatnia, co oznacza, że dwa obiekty o określonej masie zawsze się przyciągają (nigdy się nie odpychają);
- M i m — Masy dwóch ciał w kilogramach (kg);
- R — Odległość między środkami masy tych dwóch ciał w metrach (m); oraz
- G — Stała grawitacyjna, która wynosi 6,674 ∙ 10⁻¹¹ N∙m²/kg².
Zauważ, że to równanie jest podobne do wzoru, który możesz znaleźć w kalkulatorze prawa Coulomba. Podczas gdy prawo grawitacji Newtona dotyczy oddziaływania mas, prawo Coulomba opisuje siłę przyciągania lub odpychania między ładunkami elektrycznymi.
Przyciągająca natura grawitacji jest również związana z nową definicją masy. Ogólna teoria względności, wprowadzona przez Alberta Einsteina w 1915 roku, ustala, że krzywizna = masa, co oznacza, że każdy masywny obiekt — w tym Słońce, Ziemia i Ty — deformuje lub zakrzywia czasoprzestrzeń, tworząc studnię grawitacji. Możesz zobaczyć przykład studni grawitacji na poniższym obrazku.
Jak korzystać z kalkulatora wzoru na grawitację
- Określ masę pierwszego obiektu. Wybierzmy Ziemię — jej masa jest równa 5,972 ∙ 10²⁴ kg. Tę dużą liczbę możesz wprowadzić do kalkulatora, wpisując 5.972e24..
- Określ masę drugiego obiektu. Wybierzmy Słońce — waży ono 1,989 ∙ 10³⁰ kg, czyli mniej więcej tyle, ile 330 000 mas Ziemi.
- Wyznacz odległość między dwoma obiektami. Wybierzemy odległość od Ziemi do Słońca — około 149 600 000 km.
- Wpisz wszystkie te wartości do kalkulatora siły grawitacji. Skorzysta on z równania grawitacji, aby znaleźć poszukiwaną siłę.
- Możesz teraz odczytać wynik. Na przykład, siła oddziaływania między Ziemią a Słońcem wynosi aż 3,54 ∙ 10²² N.
Co to jest siła grawitacji?
Siła grawitacji to siła przyciągania, jedna z czterech podstawowych sił przyrody, działająca między masywnymi obiektami. Każdy obiekt o niezerowej masie przyciąga inne masywne rzeczy z intensywnością odwrotnie proporcjonalną do kwadratu odległości między nimi. Siła grawitacji jest przejawem deformacji czasoprzestrzeni spowodowanej masą obiektu, która tworzy studnię grawitacyjną: wyobraź sobie kulę do kręgli na trampolinie, która deformuje trampolinę.
Jak obliczyć siłę grawitacji?
Aby obliczyć siłę grawitacji między dwoma obiektami, możesz użyć wzoru określonego przez Newtona, którego odkrycie jest jednym z najważniejszych momentów w nauce. Wykonaj poniższe proste kroki:
- Sprawdź masę dwóch obiektów. Użyj kilogramów dla zgodności jednostek.
- Pomnóż obie masy, a wynik pomnóż przez stałą grawitacyjną G = 6,6743 ∙ 10-11 m3/(kg∙s2).
- Wynik podziel przez kwadrat odległości między obiektami w metrach.
Wynikiem jest siła grawitacji w niutonach.
Jaka jest siła grawitacji między Ziemią a Księżycem?
Siła grawitacji między Ziemią a Księżycem wynosi 1,982 ∙ 1020 N. Aby to obliczyć:
- Określ masę Ziemi: ME = 5,972 ∙ 1024 kg.
- Sprawdź masę Księżyca: MM = 7,348 ∙ 1022 kg.
- Oblicz ME ∙ MM ∙ G = 5,972 ∙ 1024 kg ∙ 7,348 ∙ 1022 kg ∙ 6,6743 ∙ 10-11 m3/(kg∙s2) = 2,92883 ∙ 1037 m3∙kg/s2.
- Podziel tą wartość przez kwadrat odległości między Ziemią a Księżycem, r = 3,844 ∙ 108 m: F = 2,92883 ∙ 1037 m3∙kg/s2/(3,844 ∙ 108 m)2 = 1,982 ∙ 1020 N.
Czy siła grawitacji planet oddziałuje na człowieka?
Nie: odległe planety nie oddziałują na człowieka w takim stopniu, żebyśmy to poczuli. Jedynymi ciałami niebieskimi, które to robią, są Słońce i Księżyc, ale tylko pośrednio.
Przypływy i odpływy morskie przypominają codziennie o obecności siły grawitacyjnej Księżyca.
Nie ufaj horoskopom, które mówią ci, że Saturn wpływa na twoje życie miłosne, bo jedyne co robią planety, to utrzymują Ziemię na jej orbicie. Siła grawitacji między tobą a Saturnem wynosi około 0,00000197 N, podobnie jak siła między tobą a jabłkiem oddalonym o kilka centymetrów. Jesteśmy pewni, że ten owoc nie wpłynie na twoje życie miłosne!