중력장(또는 중력장)

코멘트를 남겨주세요 / 에 의해 조나단 레이놀즈 / 6월 23, 2023

이 기사에서는 중력장이라고도 불리는 중력장이 무엇인지 설명합니다. 따라서 중력장의 정의, 공식 및 계산 예를 찾을 수 있습니다.

중력장(또는 중력장)이란 무엇입니까?

중력장 또는 중력장은 중력을 나타내는 힘장입니다. 즉, 중력장은 질량을 가진 한 물체가 다른 물체를 끌어당기는 공간의 범위입니다.

따라서 질량의 중력장은 해당 질량이 중력에 의해 다른 모든 질량을 끌어당기는 공간 영역입니다.

논리적으로 물체의 질량이 클수록 중력장은 더 커집니다. 이것이 바로 행성과 같이 많은 물질을 포함하는 물체가 상당한 중력을 발휘하는 이유입니다. 대조적으로, 연필과 같이 질량이 작은 물체는 중력이 거의 없습니다(무시됩니다). 아래에서는 중력장의 강도가 어떻게 계산되는지 살펴보겠습니다.

중력장은 뉴턴 물리학이나 고전 물리학에서는 벡터장으로 간주되는 반면 상대론 물리학에서는 텐서장으로 간주됩니다. 따라서 중력장과 관련된 근본적인 문제를 해결하려면 중력장을 벡터장으로 처리해야 합니다.

중력장 공식

물체의 중력장(또는 중력장)의 강도는 만유 중력 상수에 물체의 질량을 곱하고 문제의 지점과 물체 중심 사이의 거리의 제곱을 나눈 것과 같습니다.

따라서 중력장의 강도를 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

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

금:

$g$

중력장이다.
$G$

는 만유인력상수이고 그 값은 다음과 같다.

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

.
$M$

중력장을 생성하는 신체의 질량으로, 킬로그램으로 표시됩니다.
$r$

중력장을 생성하는 물체와 끌어당기는 물체 사이의 거리를 미터로 표시합니다.

따라서 중력장의 기호는 소문자 g이고, 가속도이므로 단위는 m/s ² 이다. 보다 정확하게는 중력장을 가하는 물체가 다른 물체를 끌어당기는 가속도입니다.

중력장

중력장은 끌어당긴 물체의 질량이 아니라 장을 생성하는 질량과 두 물체 사이의 거리에 따라 달라집니다.
또한 중력장의 방향은 장을 생성하는 질량과 장에 의해 끌어당겨지는 질량 사이를 통과하는 가상의 선입니다.
마지막으로 중력장을 벡터장으로 간주할 때 벡터의 방향은 장을 생성하는 질량 중심을 향합니다.

지구의 중력장

이제 중력장의 의미를 알았으니, 지구의 중력장의 세기를 계산하여 그것이 어떻게 이루어지는지 살펴보겠습니다.

이를 위해서는 중력장 공식을 적용해야 합니다.

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

만유 중력 상수, 지구의 질량, 행성 중심에서 표면까지의 반경 값은 다음과 같습니다.

G = 6.674 · 10 ^-11 N·m ² /kg ²
M = 5.972 10 ^24kg
R = 6371000m

따라서 우리는 데이터를 공식에 대체하고 지구 표면의 중력장 값을 계산합니다.

[라텍스] g=6.674\cdot 10^{-11}\cdot \cfrac{5.972\cdot 10^{24}}{6371000^2}=9.81 \\cfrac{m}{s^2}[/ 라텍스]

즉, 지구 표면의 중력장의 값은 9.81m/s ² 입니다.

중력장과 전기장

마지막으로 중력장과 전기장은 물리학에서 일반적으로 사용되는 두 가지 유형의 벡터 필드이기 때문에 차이점이 무엇인지 살펴 보겠습니다.

중력장과 전기장의 주요 차이점은 중력장은 모든 물체에 항상 존재하는 반면, 전기장은 물체가 전기적으로 충전될 때만 존재한다는 것입니다.

따라서 질량이 있는 모든 물체는 항상 중력을 발휘하지만, 논리적으로 질량이 매우 작으면 그것이 발휘하는 중력도 작습니다. 반면에 신체는 전기가 충전될 때만 전기력을 발휘합니다.

또한 전기장은 두 개의 전하를 띤 물체가 서로 끌어당기거나(다른 부호로 대전된 경우) 서로 반발할 수 있으므로(동일한 부호로 대전된 경우) 인력 또는 반발력이 있을 수 있습니다. 그러나 중력장은 한 물체를 다른 물체 쪽으로 끌어당기기 때문에 여전히 인력의 장입니다.

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