Άρθρο σχετικά με το βαρυτικό πεδίο και την ένταση του βαρυτικού πεδίου
Όταν σπρώχνετε ένα βιβλίο στην επιφάνεια του τραπεζιού μέχρι να κινηθεί, το χέρι σας αγγίζει το βιβλίο. Ομοίως, όταν δένετε ένα αντικείμενο με ένα κομμάτι σχοινί και μετά το τραβάτε μέχρι να κινηθεί, το χέρι σας αγγίζει το σχοινί, το σχοινί αγγίζει το αντικείμενο. Σε αυτήν την περίπτωση, η δύναμη ώθησης, η δύναμη έλξης, η δύναμη εφελκυσμού του σχοινιού και δυνάμεις σαν κι αυτή ονομάζονται δυνάμεις αφής ή επαφής. Η βαρυτική δύναμη της Γης που τραβάει το φρούτο που πέφτει προς την επιφάνεια της Γης. Ή, η βαρυτική δύναμη της Γης που τραβάει τη Σελήνη στην τροχιά της Γης συμβαίνει χωρίς επαφή μεταξύ της Γης και του φρούτου και της Σελήνης.
Επομένως, οι βαρυτικές δυνάμεις ή δυνάμεις σαν κι αυτή ονομάζονται δυνάμεις μη αφής. Πώς θα μπορούσαν τα φρούτα να πέσουν και η σελήνη να «πέσει» προς τη γη χωρίς να αγγίξουν τη γη, τα φρούτα και τη σελήνη; Οι επιστήμονες, συμπεριλαμβανομένου του Νεύτωνα , δυσκολεύτηκαν να φανταστούν την έννοια της δύναμης μη αφής. Προκειμένου να φανταστεί κανείς και να κατανοήσει ευκολότερα την έννοια της δύναμης μη αφής, τίθεται η έννοια του πεδίου.
Βαρυτικό πεδίο
Όταν ένα αντικείμενο με μάζα βρίσκεται στο διάστημα, το αντικείμενο παράγει ένα βαρυτικό πεδίο. Το βαρυτικό πεδίο ενός αντικειμένου με μάζα m απεικονίζεται με τη μορφή γραμμών πεδίου, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Όσο πιο μακριά από την επιφάνεια του αντικειμένου, τόσο πιο μακριά είναι και η απόσταση μεταξύ των γραμμών του βαρυτικού πεδίου. Αντίθετα, όσο πιο κοντά στην επιφάνεια του αντικειμένου, τόσο πιο κοντά γίνεται η απόσταση μεταξύ των γραμμών του πεδίου. Όσο πιο μακριά, τόσο μικρότερο γίνεται το βαρυτικό πεδίο. Ομοίως, όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα των αντικειμένων, τόσο πιο κοντά πλησιάζουν και οι γραμμές του βαρυτικού πεδίου. Εάν ένα σωματίδιο δοκιμής τοποθετηθεί κοντά σε ένα αντικείμενο που παράγει βαρυτικό πεδίο, το σωματίδιο δοκιμής θα βιώσει μια βαρυτική δύναμη. Η κατεύθυνση της βαρυτικής δύναμης προς το κέντρο του αντικειμένου παράγει ένα βαρυτικό πεδίο.
Όσο πιο μακριά από την επιφάνεια του αντικειμένου, τόσο πιο μακριά είναι και η απόσταση μεταξύ των γραμμών του βαρυτικού πεδίου. Αντίθετα, όσο πιο κοντά στην επιφάνεια του αντικειμένου, τόσο πιο κοντά γίνεται η απόσταση μεταξύ των γραμμών του πεδίου. Όσο πιο κοντά, τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση του βαρυτικού πεδίου. Όσο πιο μακριά, τόσο μικρότερο γίνεται το βαρυτικό πεδίο. Ομοίως, όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα ενός αντικειμένου, τόσο πιο κοντά πλησιάζουν και οι γραμμές του βαρυτικού πεδίου.
Εάν ένα υπό δοκιμή σωματίδιο τοποθετηθεί κοντά σε ένα αντικείμενο που παράγει βαρυτικό πεδίο, το υπό δοκιμή σωματίδιο θα υποστεί βαρυτική δύναμη. Η κατεύθυνση της βαρυτικής δύναμης προς το κέντρο του αντικειμένου παράγει βαρυτικό πεδίο.
Η ένταση του βαρυτικού πεδίου
Η ένταση του βαρυτικού πεδίου της Γης που ασκείται σε ένα αντικείμενο πάνω από την επιφάνεια της Γης:
g = ένταση βαρυτικού πεδίου
Fg = δύναμη βαρύτητας
m B = μάζα της γης
R B = ακτίνα της γης = 6.37 x 106 m
h = ύψος των αντικειμένων πάνω από την επιφάνεια της γης
Αν θέλουμε να υπολογίσουμε την ένταση του βαρυτικού πεδίου ενός πλανήτη, η μάζα και η ακτίνα της Γης (mB Και RB) αντικαθίστανται από τη μάζα και την ακτίνα της σελήνης ή τη μάζα και την ακτίνα ενός συγκεκριμένου πλανήτη.
Αν εξετάσουμε την κίνηση ελεύθερης πτώσης ενός αντικειμένου πάνω από την επιφάνεια της γης, τότε αυτή θεωρείται ως η βαρυτική επιτάχυνση της γης που βιώνει το αντικείμενο, η οποία είναι 9.8 m/s 2. Εάν το αντικείμενο βρίσκεται ακόμα πάνω από την επιφάνεια της γης (τα αντικείμενα δεν πέφτουν ελεύθερα), τότε το g θεωρείται ως η ένταση του βαρυτικού πεδίου της γης που βιώνει το αντικείμενο, η οποία είναι 9.8 N/kg.
