重力

这篇文章解释了什么是重力。因此,您将找到重力的定义、计算方法以及这一重要物理学现象的历史。

什么是重力?

重力,也称为重力相互作用万有引力,是一种物体被另一物体吸引的自然现象。

更准确地说,重力是一个物体在另一个物体的引力场中被吸引的加速度。

重力不是一种力,而是一种加速度。因此,重力单位为 m/s 2 ,但也可以用 N/kg 表示。

在物理学中,区分重力和万有引力的概念很重要。重力是一个物体被另一个物体吸引的加速度,然而,重力(或万有引力)是作用在重力场中的物体上的力。

重力公式

重力等于万有引力常数乘以产生引力场的物体质量除以研究点与物体中心之间距离的平方。

因此,计算重力的公式如下:

g=\cfrac{G\cdot M}{r^2}

金子:

  • g

    是重力。

  • G

    是万有引力常数,其值为

    6,674\cdot 10^{-11} \ N\cdot m^2/kg^2

  • M

    是产生引力场的物体质量,以千克表示。

  • r

    是产生引力场的物体与被引力吸引的物体之间的距离,以米为单位。

引力场
  • 请注意,重力并不取决于被吸引物体的质量,而是取决于产生场的质量以及两个物体之间的距离。
  • 此外,重力方向是穿过产生重力场的质量和被该场吸引的质量之间的假想线。
  • 最后,重力矢量的方向朝向产生磁场的质心。

重力值

地球上的重力值为9.80665 m/s 2 。这意味着在地球表面自由落体的物体每落下一秒就会加速 9.8 m/s。

然而,重力值根据海拔和纬度等因素略有不同。这就是为什么9.80665 m/s 2的值被认为是地球重力的标准值。

此外,由于每颗恒星都有不同的质量和半径,太空中的重力值在行星之间会发生变化。因此,太阳系各行星的重力值如下:

行星 重量(公斤) 半径(米) 重力 (m/s 2 )
3.3 10 23 2.4·10 6 3.70
金星 4.9 10 24 6.1 10 6 8.85
降落 6.0 10 24 6.4 10 6 9.81
行进 6.4 10 23 3.4 10 6 3.72
木星 1.9 10 27 7.1 10 7 26:39
土星 5.7 10 26 6.0 10 7 上午 11:67
天王星 8.7 10 25 2.6 10 7 上午 11:43
海王星 1.0 10 26 1.2 10 6 11.07

地心引力法则

万有引力定律(或万有引力定律)是一个物理定律,它使我们能够确定万有引力,也就是说,万有引力定律定义了两个具有质量的物体相互吸引的力。

因此,万有引力定律的公式如下:

F=G\cdot \cfrac{m_1\cdot m_2}{r^2}

金子:

  • F

    是引力。

  • G

    是万有引力常数,其值为

    6,674\cdot 10^{-11} \ N\cdot m^2/kg^2

  • m_1

    是物体的质量,以千克表示。

  • m_2

    是另一个物体的质量,以千克表示。

  • r

    是两个物体之间的距离,以米表示。

另一方面,如果我们将引力公式代入前面的表达式中,则可以简化引力定律。

\left.\begin{array}{l}F=G\cdot \cfrac{M\cdot m}{r^2}\\[3ex]g=\cfrac{G\cdot M}{r^ 2}\end{array} \right\}\ \longrightarrow \ F=m\cdot g

其实这就是物理学中用来计算重量的公式。

重力的历史

早在古代文明中,我们就开始研究重力现象。因此,此时希腊的阿基米德和罗马的维特鲁威脱颖而出,他们能够发现与重力相关的某些概念,但无法发现其功能。

后来,在16世纪末和17世纪初,科学家伽利略证明了重力加速度对于所有物体都是相同的。换句话说,重力并不取决于受到重力场影响的物体的质量。

1687年,英国物理学家艾萨克·牛顿利用先前的发现出版了他的著作《原理》 ,在书中他解释了重力。更准确地说,牛顿推断出两颗行星之间的引力必定与这两颗行星之间的距离的平方成反比。

尽管牛顿理论能够解释大多数引力轨道,但它仍然存在一些缺陷,因此在某些情况下并没有什么用处。因此,1915年,阿尔伯特·爱因斯坦发表了广义相对论,补充和完善了牛顿定律。

零重力

失重状态,或失重,是指失重的感觉。也就是说,在失重状态下,重力被抵消,因此身体保持静止状态。

例如,宇航员在太空中体验失重状态,因为他们可以在太空中移动而不受地球的拉动。

然而,人坐在椅子上时也是失重的,因为椅子会施加一个力来抵消重力,使人保持平衡。

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