Artikel over het zwaartekrachtveld en de sterkte van het zwaartekrachtveld.
Wanneer je een boek over een tafelblad duwt totdat het beweegt, raakt je hand het boek aan. Hetzelfde geldt wanneer je een voorwerp met een touw vastbindt en eraan trekt totdat het beweegt; je hand raakt het touw aan en het touw raakt het voorwerp. In dit geval worden de duwkracht, trekkracht, de spanning van het touw en dergelijke krachten contactkrachten genoemd. De zwaartekracht van de aarde trekt bijvoorbeeld een vrucht naar het aardoppervlak. Of de zwaartekracht van de aarde die de maan in zijn baan om de aarde trekt; deze krachten werken zonder direct contact tussen de aarde, de vrucht en de maan.
Zwaartekracht of soortgelijke krachten worden daarom niet-aanraakkrachten genoemd. Hoe kan fruit vallen en hoe kan de maan naar de aarde 'vallen' zonder dat er direct contact is tussen de aarde, het fruit en de maan? Wetenschappers, waaronder Newton , vonden het moeilijk om het concept van een niet-aanraakkracht te begrijpen. Om het concept van een niet-aanraakkracht gemakkelijker te kunnen voorstellen en begrijpen, werd het concept van een veld geïntroduceerd.
Zwaartekracht veld
Wanneer een object met massa zich in de ruimte bevindt, produceert het een zwaartekrachtveld. Het zwaartekrachtveld van een object met massa m wordt weergegeven in de vorm van veldlijnen, zoals te zien is in de onderstaande afbeelding.
Hoe verder een object zich van het oppervlak bevindt, hoe groter de afstand tussen de veldlijnen van het zwaartekrachtveld is. Omgekeerd geldt dat hoe dichter een object zich bij het oppervlak bevindt, hoe kleiner de afstand tussen de veldlijnen wordt. Hoe dichterbij, hoe groter de zwaartekracht, hoe kleiner de afstand. Evenzo geldt dat hoe groter de massa van een object, hoe meer en dichter de zwaartekrachtvelden bij elkaar liggen. Als een testdeeltje in de buurt van een object wordt geplaatst dat een zwaartekrachtveld produceert, ondervindt het testdeeltje een zwaartekracht. De richting van de zwaartekracht naar het middelpunt van het object produceert een zwaartekrachtveld.
Hoe verder een object zich van het oppervlak bevindt, hoe groter de afstand tussen de zwaartekrachtsvelden. Omgekeerd geldt dat hoe dichter een object zich bij het oppervlak bevindt, hoe kleiner de afstand tussen de veldlijnen wordt. Hoe dichterbij, hoe groter de zwaartekracht, hoe kleiner de afstand. Evenzo geldt dat hoe groter de massa van een object, hoe meer en dichter de zwaartekrachtsvelden bij elkaar liggen.
Als een testdeeltje in de buurt van een object wordt geplaatst dat een zwaartekrachtveld produceert, ondervindt het testdeeltje een zwaartekracht. De richting van de zwaartekracht naar het middelpunt van het object produceert een zwaartekrachtveld.
De zwaartekrachtveldsterkte
De sterkte van het zwaartekrachtveld van de aarde die een object boven het aardoppervlak ondervindt:
g = zwaartekrachtveldsterkte
Fg = zwaartekracht
m B = massa van de aarde
R B = straal van de aarde = 6.37 x 10⁶ m
h = hoogte van objecten boven het aardoppervlak
Als we de zwaartekrachtveldsterkte van een object willen berekenen planeet, de massa en de straal van de aarde (mB en RB) worden vervangen door de massa en straal van de maan of de massa en straal van een bepaalde planeet.
Als we kijken naar de vrije val van een object boven het aardoppervlak, dan zien we dit als de zwaartekrachtversnelling van de aarde die het object ondervindt, namelijk 9.8 m/s² . Als het object zich nog steeds boven het aardoppervlak bevindt (objecten vallen niet vrij), dan zien we g als de zwaartekracht van de aarde die het object ondervindt, namelijk 9.8 N/kg.
