Yerçekimi alanlarının ne olduğunu ve yoğunluğunun nasıl ölçüldüğünü açıklıyoruz. Ayrıca, yerçekimi alanı örnekleri.
Yerçekimi alanı nedir?
Yerçekimi alanı veya yerçekimi alanı, temsil eden kuvvetler kümesi olarak adlandırılır. fiziksel, genellikle yerçekimi kuvveti dediğimiz şey: dünyanın dört temel kuvvetinden biriEvren. Yerçekimi kuvveti, büyük nesneler arasında çekici bir kuvvettir.
Buna göremantık Yerçekimi alanlarından, M kütleli bir cismin varlığı, etrafındaki boşlukta, etkisi altındaki büyük nesnelerin yörüngesini değiştirebilen bir yerçekimi kuvvetleri alanı oluşturur.
Aslında, M kütleli başka bir cisim M'nin yerçekimi alanına yaklaşırsa, onun hareket tarafından değiştirilir yerçekimi kuvveti. Ve görelilik kuramına göre, hatta hava Bu kuvvetlerden kendisi de etkilenecek, onu çarpıtacak ve yerçekimi alanları o kadar güçlü olan kara delikler, astronomik nesneler gibi tekilliklere yol açacaktır. ışık onlardan kaçmayı başarır.
Yerçekimi alanları, klasik (Newton) fizik tarafından bir vektör alanı olarak ve göreli fizik tarafından ikinci dereceden bir tensör alanı olarak anlaşılan, doğada uzun yıllar fazlasıyla teorikti, ancak 2016'da keşfedildi. dalgalar LIGO deneyindeki bilim adamlarının yerçekimi çekimleri bu konuya yeni bir ışık tutacak gibi görünüyor.
yerçekimi alanı yoğunluğu
Yerçekimi alanlarının yoğunluğu veya aynısı, hızlanma arasında yer çekimi (veya basitçe yerçekimi) klasik fizikte sembolü ile temsil edilir. G ve bir vektör alanı olarak, yani anlam ve adres.
Genellikle birim başına kuvvet olarak tanımlanır. kitle bir deneyim yaşayacaksın parçacık kütle dağılımının varlığında belirlenir. Genellikle Newton/kg (N/kg) olarak ifade edilir.
O halde hesaplama formülü şöyle olacaktır:
g = lim m → 0 F / m, burada m bir test kütlesi ve F buna etki eden yerçekimi kuvveti olacaktır.
Yer çekimsel potansiyel
Bir yerçekimi alanının yerçekimi potansiyeli, Newton mekaniğinde, kilogram başına joule (J / kg) olarak ölçülen ve miktarı olarak tanımlanan skaler bir niceliktir.Görev bir cismi söz konusu yerçekimi alanında sonsuzdan belirli bir noktaya sabit bir hızla taşımak için gerekli kütle birimi başına.
Yerçekimi potansiyeli aşağıdaki formüle göre hesaplanır:
V = - GM / r, burada V yerçekimi potansiyeli, G evrensel yerçekimi sabitidir ve r, potansiyeli hesaplamak istediğimiz noktadan M kütlesinin konumuna olan mesafedir.
yerçekimi alanı örnekleri
Yerçekimi alanının mükemmel bir örneği, Güneş Sistemigezegenlerin Güneş'in etrafında döndüğü, kütlelerinin yerçekimi kuvvetleri tarafından çekildiği yer.
Başka bir örnek, Dünya gezegeni tarafından etrafındaki yerçekimi alanıdır ve içine bir nesneyi her düşürdüğümüzde takdir edebiliriz. ben genelde. Dünya'nın kütlesi yaklaşık 5974 x 1024 kg'dır ve bu, çevresinde dikkate değer bir yerçekimi alanı oluşturur.
Dünya'nın yerçekiminin 9.8 N/kg'dan az ya da çok olduğu, yani Dünya'nın merkezi yönünde 9.8m/s'lik bir ivme olduğu bilinmektedir. Bu değer coğrafi konuma bağlı olarak biraz değişebilir, ancak bunun Dünya'nın tüm yüzeyi boyunca sabit olduğunu varsaymak çok iyi bir yaklaşımdır.
Ek olarak, yerçekimi alanı, Dünya yüzeyinin yakınında, Dünya'nın dış katmanlarından daha yoğun olacaktır. atmosfer.