gtemata.com

Cum se calculează forța gravitației

Gravitatea este una dintre forțele fundamentale ale fizicii. Cel mai important aspect al său este acela că este universal valabil: toate obiectele au o forță gravitațională care atrage pe alții. Forța gravitațională exercitată asupra unui obiect depinde de masele corpurilor examinate și de distanța care le separă.

paşi

Partea 1

Calculați forța de gravitație între două obiecte
1
Definiți ecuația pentru gravitație care atrage un corp: FGrav = (Gm1m2) / D2 . Pentru a calcula corect forța gravitațională exercitată asupra unui obiect, această ecuație ia în considerare masele celor două corpuri și distanța care le separă. Mai jos veți găsi definiția variabilelor.
  • FGrav este forța datorată gravitației;
  • G este constanta de gravitație universală de 6,673 x 10-11 nm2/ kg2;
  • m1 este masa primului obiect;
  • m2 este masa celui de-al doilea obiect;
  • d distanța dintre centrele obiectelor examinate;
  • În unele cazuri, veți putea citi scrisoarea r în loc de d. Ambele simboluri reprezintă distanța dintre cele două obiecte.
  • 2
    Utilizați unitățile de măsură corecte. În această ecuație, este esențial să se utilizeze unitățile din Sistemul internațional: masele trebuie exprimate în kilograme (kg) și distanțele în metri (m). Va trebui să procedați la plata datoriei conversii înainte de a continua calculele.
  • 3
    Determinați masa obiectului în cauză. Pentru corpurile mici, puteți găsi această valoare cu o scală și puteți determina greutatea sa în kilograme. Dacă obiectul este mare, va trebui să căutați masa aproximativă prin căutarea online sau prin vizualizarea tabelelor din ultimele pagini ale textului fizicii. Dacă rezolvați o problemă de fizică, aceste date sunt de obicei furnizate.
  • 4
    Măsurați distanța dintre cele două obiecte. Dacă încercați să calculați forța gravitațională între un obiect și planeta Pământ, atunci trebuie să cunoașteți distanța dintre centrul Pământului și obiectul însuși.
  • Distanța de la centru până la suprafața pământului este de aproximativ 6,38 x 106 m.
  • Puteți găsi aceste valori pe tabelele din manuale sau online, unde sunt date și distanțe aproximative față de centrul Pământului față de obiectele plasate la altitudini diferite.
  • 5
    Rezolvați ecuația. Când ați definit valorile pentru variabile, trebuie doar să le introduceți în formulă și să rezolvați calculele matematice. Verificați dacă toate unitățile de măsură sunt corecte și bine transformate. Rezolvați formula care respectă ordinea operațiilor.
  • De exemplu: determină forța gravitațională exercitată asupra unei persoane de 68 kg pe suprafața pământului. Masa Pământului este de 5,98 x 1024 kg.
  • Verificați încă o dată că toate variabilele sunt exprimate cu unitatea de măsură adecvată. Masa m1 = 5,98 x 1024 kg, masa m2 = 68 kg, constanta gravitației universale este G = 6,673 x 10-11 nm2/ kg2 și, în final, distanța d = 6,38 x 106 m.
  • Scrieți ecuația: FGrav = (Gm1m2) / D2 = [(6,67 x 10-11) x 68 x (5,98 x 1024)] / (6,38 x 106)2.
  • Înmulțiți masele celor două obiecte împreună: 68 x (5,98 x 1024) = 4,06 x 1026.
  • Înmulți produsul din m1 și m2 pentru constanta gravitațională universală G: (4,06 x 1026) x (6,67 x 10-11) = 2,708 x 1016.
  • Pătrunde distanța care separă cele două obiecte: (6,38 x 106)2 = 4,07 x 1013.
  • Împărțiți produsul G x m1 x m2 pentru distanța pătrată pentru a găsi forța de gravitație exprimată în newton (N): 2.708 x 10164,07 x 1013 = 665 N.
  • Forța de greutate este egală cu 665 N.

    • Partea 2

    Calculați forța gravitațională de pe Pământ
    1


    Înțelegeți Potrivit principiului Second Principle of Newton conform principiului_principio_detto_di_proporzionalit.C3.A0_o_di_Newton_o_di_conservazione care se exprimă cu formula F = ma. Acest principiu al dinamicii afirmă că fiecare obiect accelerează atunci când este supus unei forțe directe sau unui sistem de forțe care nu sunt în echilibru. Cu alte cuvinte, dacă o forță aplicată unui obiect este mai mare decât celelalte care acționează în direcția opusă, atunci acest obiect se va accelera în funcție de direcția și direcția forței cu intensitate mai mare.
    • Această lege poate fi rezumată în ecuație F = ma, unde F este forța, m masa obiectului e la accelerație.
    • Datorită acestui principiu este posibil să se calculeze forța gravitațională exercitată asupra oricărui obiect care se află pe suprafața pământului prin valoarea cunoscută a accelerației gravitaționale.
  • 2
    Aflați ce este accelerația gravitațională generată de Pământ. Pe planeta noastră, gravitatea accelerează obiectele cu o viteză de 9,8 m / s2. Când te uiți la corpurile de pe suprafața pământului, poți folosi formula simplificată FGrav = mg pentru a calcula forța gravitației.
  • Dacă doriți o valoare și mai exactă, puteți utiliza întotdeauna formula exprimată în secțiunea anterioară a articolului FGrav = (Gmpământm) / d2.
  • 3
    Utilizați unitățile de măsură corecte. În această ecuație, trebuie să folosiți unitățile sistemului internațional. Masa trebuie exprimată în kilograme (kg) și accelerația în metri pe secundă (m / s2). Trebuie să efectuați operațiunile corespunzătoare conversii înainte de a continua calculele.
  • 4
    Determinați masa corpului în cauză. Dacă este un obiect mic, puteți utiliza o scală pentru a găsi greutatea exprimată în kilograme (kg). Dacă lucrați cu obiecte mai mari, atunci va trebui să găsiți masa aproximativă online sau pe tabelele găsite în manualele de fizică. Dacă rezolvați o problemă de fizică, datele sunt de obicei furnizate în descrierea problemei în sine.
  • 5
    Rezolvați ecuația. După ce ați definit variabilele, le puteți introduce în formula și puteți trece la calcule. Verificați din nou că toate unitățile sunt corecte: masa trebuie să fie în kilograme, iar distanțele în metri. Continuați cu calculele care respectă ordinea operațiunilor.
  • Utilizați aceeași ecuație ca înainte pentru a înțelege cât de aproape puteți obține același rezultat. Calculează forța gravitațională exercitată asupra unei persoane de 68 kg pe suprafața pământului.
  • Verificați dacă toate variabilele sunt exprimate cu unitățile de măsură potrivite: m = 68 kg, g = 9,8 m / s2.
  • Scrieți ecuația: FGrav = mg = 68 * 9,8 = 666 N.
  • Conform formulei F = mg forța de gravitație este 666 N, în timp ce cu ecuația mai detaliată (prima parte a articolului) ați obținut valoarea 665 N. După cum puteți vedea cele două valori sunt foarte apropiate.

    • Sfaturi

    • Aceste două formule duc la același rezultat, dar cel mai scurt este de asemenea mai ușor de utilizat când se examinează un obiect de pe suprafața planetei.
    • Utilizați prima formulă dacă nu cunoașteți valoarea accelerației datorată gravitării planetei sau dacă încercați să calculați forța gravitară între două corpuri celeste foarte mari, cum ar fi Luna și o planetă.
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit