Yerçekimi alanı ve yerçekimi alan şiddeti hakkında makale
Bir kitabı masa yüzeyinde itip hareket ettirdiğinizde, eliniz kitaba temas eder. Benzer şekilde, bir nesneyi bir ip parçasıyla bağlayıp hareket ettirdiğinizde, eliniz ipe, ip de nesneye temas eder. Bu durumda, itme kuvveti, çekme kuvveti, ipin gerilme kuvveti ve benzeri kuvvetlere temas kuvvetleri veya dokunma kuvvetleri denir. Meyvenin yere düşmesini sağlayan Dünya'nın yerçekimi kuvveti veya Ay'ın Dünya'nın yörüngesine çekilmesini sağlayan Dünya'nın yerçekimi kuvveti, Dünya ile meyve ve Ay arasında temas olmadan gerçekleşir.
Bu nedenle, yerçekimi kuvvetleri veya buna benzer kuvvetlere temassız kuvvetler denir. Meyveler nasıl düşebilir ve ay, dünya ile meyve ve ay arasında temas olmadan dünyaya doğru nasıl "düşebilir"? Newton da dahil olmak üzere bilim insanları , temassız kuvvet kavramını hayal etmekte zorlandılar. Temassız kuvvet kavramını daha kolay hayal etmek ve anlamak için alan kavramı ortaya atılmıştır.
Yerçekimi alanı
Kütlesi olan bir cisim uzayda bulunduğunda, bir yerçekimi alanı oluşturur. Kütlesi m olan bir cismin yerçekimi alanı, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi alan çizgileri biçiminde gösterilmiştir.
Nesnenin yüzeyinden ne kadar uzaklaşılırsa, yerçekimi alan çizgileri arasındaki mesafe o kadar artar. Bunun yerine, nesnenin yüzeyine ne kadar yaklaşılırsa, alan çizgileri arasındaki mesafe o kadar azalır. Ne kadar yakınsa, yerçekimi alanının şiddeti o kadar büyük olur. Ne kadar uzaksa, yerçekimi alanı o kadar küçülür. Benzer şekilde, nesnelerin kütlesi ne kadar büyükse, yerçekimi alan çizgileri o kadar fazla ve birbirine o kadar yakın olur. Bir test parçacığı, yerçekimi alanı üreten bir nesnenin yakınına yerleştirilirse, test parçacığı bir yerçekimi kuvveti hissedecektir. Yerçekimi kuvvetinin nesnenin merkezine doğru yönü, bir yerçekimi alanı oluşturur.
Bir cismin yüzeyinden ne kadar uzaklaşılırsa, yerçekimi alan çizgileri arasındaki mesafe o kadar artar. Bunun aksine, cismin yüzeyine ne kadar yaklaşılırsa, alan çizgileri arasındaki mesafe o kadar azalır. Mesafe ne kadar yakınsa, yerçekimi alan şiddeti o kadar büyük olur. Mesafe ne kadar uzaksa, yerçekimi alanı o kadar küçülür. Benzer şekilde, bir cismin kütlesi ne kadar büyükse, yerçekimi alan çizgileri o kadar çok ve birbirine o kadar yakın olur.
Bir test parçacığı, yerçekimi alanı oluşturan bir cismin yakınına yerleştirilirse, test parçacığı bir yerçekimi kuvvetine maruz kalır. Yerçekimi kuvvetinin cismin merkezine doğru yönü, bir yerçekimi alanı oluşturur.
Yerçekimi alan şiddeti
Dünya yüzeyinin üzerinde bulunan bir cismin maruz kaldığı yerçekimi alanının şiddeti:
g = yerçekimi alan şiddeti
F g = yerçekimi kuvveti
m B = Dünya'nın kütlesi
R B = Dünya'nın yarıçapı = 6.37 x 10⁶ m
h = nesnelerin yer yüzeyinden yüksekliği
Bir cismin yerçekimi alan şiddetini hesaplamak istiyorsak... gezegen, dünyanın kütlesi ve yarıçapı (m)B ve RB) Ayın kütlesi ve yarıçapı veya belirli bir gezegenin kütlesi ve yarıçapı ile değiştirilir.
Eğer bir cismin yeryüzünün üzerinde serbest düşme hareketine bakarsak, cismin maruz kaldığı yerçekimi ivmesi 9.8 m/s² olarak görülür. Eğer cisim hala yeryüzünün üzerindeyse (cisimler serbest düşmez), o zaman g, cismin maruz kaldığı yerçekimi alan şiddeti olarak görülür ve bu da 9.8 N/kg'dır.
