▷ Was ist das Gravitationsfeld (oder Gravitationsfeld)?

In diesem Artikel wird erklärt, was das Gravitationsfeld, auch Gravitationsfeld genannt, ist. So finden Sie die Definition des Gravitationsfeldes, seine Formel und ein Beispiel für seine Berechnung.

Was ist das Gravitationsfeld (oder Gravitationsfeld)?

Das Gravitationsfeld oder Gravitationsfeld ist das Kraftfeld, das die Schwerkraft darstellt. Mit anderen Worten: Das Gravitationsfeld ist die Ausdehnung des Raumes, in der ein Körper mit Masse einen anderen anzieht.

Daher ist das Gravitationsfeld einer Masse der Raumbereich, in dem diese Masse jede andere Masse durch Gravitationskraft anzieht.

Logischerweise gilt: Je größer die Masse eines Körpers, desto größer ist sein Gravitationsfeld. Deshalb üben Körper, die viel Materie enthalten, zum Beispiel Planeten, erhebliche Gravitationskräfte aus. Im Gegensatz dazu haben Objekte mit geringer Masse, wie zum Beispiel ein Bleistift, fast keine Schwerkraft (sie werden vernachlässigt). Nachfolgend sehen wir, wie die Intensität eines Gravitationsfeldes berechnet wird.

Beachten Sie, dass das Gravitationsfeld in der Newtonschen oder klassischen Physik als Vektorfeld betrachtet wird, während es in der relativistischen Physik ein Tensorfeld ist. Um die grundlegenden Probleme des Gravitationsfeldes zu lösen, muss es als Vektorfeld behandelt werden.

Gravitationsfeldformel

Die Intensität des Gravitationsfeldes (oder Gravitationsfeldes) eines Körpers ist gleich der universellen Gravitationskonstante multipliziert mit der Masse des Körpers dividiert durch das Quadrat des Abstands zwischen dem betreffenden Punkt und dem Mittelpunkt des Körpers.

Die Formel zur Berechnung der Intensität des Gravitationsfeldes lautet daher wie folgt:

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

Gold:

$g$

ist das Gravitationsfeld.
$G$

ist die universelle Gravitationskonstante, deren Wert ist

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

.
$M$

ist die Masse des Körpers, der das Gravitationsfeld erzeugt, ausgedrückt in Kilogramm.
$r$

ist der Abstand zwischen dem Körper, der das Gravitationsfeld erzeugt, und dem angezogenen Körper, ausgedrückt in Metern.

Daher ist das Symbol für das Gravitationsfeld ein Kleinbuchstabe g und seine Einheit ist m/s ² , da es sich um eine Beschleunigung handelt. Genauer gesagt ist es die Beschleunigung, mit der der Körper, der das Gravitationsfeld ausübt, einen anderen Körper anzieht.

Beachten Sie, dass das Gravitationsfeld nicht von der Masse des angezogenen Objekts abhängt, sondern von der Masse, die das Feld erzeugt, und vom Abstand zwischen den beiden Körpern.
Darüber hinaus ist die Richtung des Gravitationsfeldes die imaginäre Linie, die zwischen der Masse, die das Feld erzeugt, und der vom Feld angezogenen Masse verläuft.
Wenn man schließlich das Gravitationsfeld als Vektorfeld betrachtet, ist die Richtung des Vektors in Richtung des Massenschwerpunkts, der das Feld erzeugt.

Das Gravitationsfeld der Erde

Nachdem wir nun die Bedeutung des Gravitationsfeldes kennen, berechnen wir die Stärke des Gravitationsfeldes der Erde, damit Sie sehen können, wie das geht.

Dazu müssen wir die Gravitationsfeldformel anwenden:

$g=G\cdot \cfrac{M}{R^2}$

Die Werte der universellen Gravitationskonstante, der Masse der Erde und des Radius vom Mittelpunkt des Planeten bis zu seiner Oberfläche sind:

G = 6,674 · 10 ^-11 N·m ² /kg ²
M = 5,972 10 ²⁴ kg
R = 6371000 m

Also setzen wir die Daten in die Formel ein und berechnen den Wert des Gravitationsfeldes auf der Erdoberfläche:

[Latex] g=6,674\cdot 10^{-11}\cdot \cfrac{5,972\cdot 10^{24}}{6371000^2}=9,81 \\cfrac{m}{s^2}[/ Latex]

Kurz gesagt beträgt der Wert des Gravitationsfeldes auf der Erdoberfläche 9,81 m/s ² .

Gravitationsfeld und elektrisches Feld

Schließlich werden wir sehen, was der Unterschied zwischen dem Gravitationsfeld und dem elektrischen Feld ist, da es sich um zwei Arten von Vektorfeldern handelt, die normalerweise in der Physik verwendet werden.

Der Hauptunterschied zwischen Gravitationsfeld und elektrischem Feld besteht darin, dass das Gravitationsfeld immer für alle Körper existiert, während ein elektrisches Feld nur dann existiert, wenn Körper elektrisch geladen sind.

Somit übt jedes Objekt mit Masse immer eine Gravitationskraft aus, obwohl logischerweise auch die Gravitationskraft, die es ausübt, klein sein wird, wenn seine Masse sehr klein ist. wohingegen ein Körper nur dann eine elektrische Kraft ausübt, wenn er mit Elektrizität geladen ist.

Darüber hinaus kann das elektrische Feld anziehend oder abstoßend wirken, da zwei elektrisch geladene Körper sich gegenseitig anziehen (wenn sie mit unterschiedlichem Vorzeichen geladen sind) oder abstoßen können (wenn sie mit demselben Vorzeichen geladen sind). Allerdings ist das Gravitationsfeld immer noch ein Anziehungsfeld, da die Schwerkraft einen Körper zu einem anderen hinzieht.

Gravitationsfeld (oder gravitationsfeld)