Artikel om gravitationsfältet och gravitationsfältets styrka
När du trycker en bok mot bordsytan tills boken rör sig, vidrör din hand boken. På samma sätt, när du knyter ett föremål med en bit rep och sedan drar i det tills det rör sig, vidrör din hand repet, repet vidrör föremålet. I det här fallet kallas tryckkraften, dragkraften, spänningskraften från repet och liknande krafter för beröringskrafter eller kontaktkrafter. Jordens gravitationskraft som drar frukten som faller mot jordytan. Eller jordens gravitationskraft som drar månen till jordens omloppsbana, sker utan beröring mellan jorden och frukten och månen.
Därför kallas gravitationskrafter eller krafter som denna för beröringsfria krafter. Hur kunde frukt falla och månen "falla" mot jorden utan att jorden, frukten och månen nudda varandra? Forskare, inklusive Newton , fann det svårt att föreställa sig konceptet med beröringsfri kraft. För att lättare kunna föreställa sig och förstå konceptet med beröringsfri kraft tas begreppet fält upp.
Gravitations fält
När ett objekt med massa befinner sig i rymden producerar objektet ett gravitationsfält. Gravitationsfältet för ett objekt med massa m illustreras i form av fältlinjer, som visas i figuren nedan.
Ju längre bort från objektets yta, desto längre bort är avståndet mellan gravitationsfältets linjer. Istället, ju närmare objektets yta, desto närmare blir avståndet mellan fältlinjerna. Ju närmare, desto större är gravitationsfältets styrka. Ju längre bort, desto mindre blir gravitationsfältet. På samma sätt, ju större objektets massa är, desto fler och närmare är gravitationsfältlinjerna. Om en testpartikel placeras nära ett objekt som producerar ett gravitationsfält, kommer testpartikeln att uppleva en gravitationskraft. Gravitationskraftens riktning mot objektets centrum producerar ett gravitationsfält.
Ju längre bort från objektets yta, desto längre bort är avståndet mellan gravitationsfältets linjer. Istället, ju närmare objektets yta, desto närmare blir avståndet mellan fältlinjerna. Ju närmare, desto större är gravitationsfältets styrka. Ju längre bort, desto mindre blir gravitationsfältet. På samma sätt, ju större massa ett objekt har, desto fler och närmare är gravitationsfältlinjerna.
Om en testpartikel placeras nära ett objekt som producerar ett gravitationsfält, kommer testpartikeln att uppleva en gravitationskraft. Gravitationskraftens riktning mot objektets centrum producerar ett gravitationsfält.
Gravitationsfältets styrka
Styrkan hos jordens gravitationsfält som ett objekt ovanför jordytan upplever:
g = gravitationsfältstyrka
Fg = tyngdkraften
mB = jordens massa
RB = jordens radie = 6.37 x 106 m
h = höjden på föremål över jordytan
Om vi vill beräkna gravitationsfältets styrka för en planeten, jordens massa och radie (m)B och RB) ersätts av månens massa och radie eller massan och radien för en viss planet.
Om vi tittar på ett objekts fritt fallande rörelse ovanför jordytan, så ses det som jordens gravitationsacceleration som objektet upplever, vilket är 9.8 m/s.2Om objektet fortfarande befinner sig ovanför jordytan (objekt faller inte fritt), ses g som jordens gravitationsfältstyrka som objektet upplever, vilket är 9.8 N/kg.
