▷ Wat is het zwaartekrachtveld (of zwaartekrachtveld)?

In dit artikel wordt uitgelegd wat het zwaartekrachtveld, ook wel het zwaartekrachtveld genoemd, is. Zo vindt u de definitie van het zwaartekrachtveld, de formule en een voorbeeld van de berekening ervan.

Wat is het zwaartekrachtveld (of zwaartekrachtveld)?

Het zwaartekrachtveld , of zwaartekrachtveld , is het krachtveld dat de zwaartekracht vertegenwoordigt. Met andere woorden: het zwaartekrachtveld is de omvang van de ruimte waarin het ene lichaam met massa het andere aantrekt.

Daarom is het zwaartekrachtveld van een massa het gebied in de ruimte waarin die massa door zwaartekracht elke andere massa aantrekt.

Logischerwijs geldt: hoe groter de massa van een lichaam, hoe groter het zwaartekrachtveld ervan. Dit is de reden waarom lichamen die veel materie bevatten, zoals planeten, aanzienlijke zwaartekrachten uitoefenen. Voorwerpen met een lage massa, zoals een potlood, hebben daarentegen vrijwel geen zwaartekracht (ze worden verwaarloosd). Hieronder zullen we zien hoe de intensiteit van een zwaartekrachtveld wordt berekend.

Merk op dat het zwaartekrachtveld in de Newtoniaanse of klassieke natuurkunde als een vectorveld wordt beschouwd, terwijl het in de relativistische natuurkunde een tensorveld is. Om de fundamentele problemen met betrekking tot het zwaartekrachtveld op te lossen, moet het dus als een vectorveld worden behandeld.

Zwaartekrachtveldformule

De intensiteit van het zwaartekrachtveld (of zwaartekrachtveld) van een lichaam is gelijk aan de universele zwaartekrachtconstante vermenigvuldigd met de massa van het lichaam gedeeld door het kwadraat van de afstand tussen het betreffende punt en het middelpunt van het lichaam.

De formule voor het berekenen van de intensiteit van het zwaartekrachtveld is daarom als volgt:

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

Goud:

$g$

is het zwaartekrachtveld.
$G$

is de universele zwaartekrachtconstante, waarvan de waarde is

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

.
$M$

is de massa van het lichaam dat het zwaartekrachtveld creëert, uitgedrukt in kilogram.
$r$

is de afstand tussen het lichaam dat het zwaartekrachtveld creëert en het aangetrokken lichaam, uitgedrukt in meters.

Daarom is het symbool voor het zwaartekrachtveld een kleine letter g en zijn de eenheden m/s ² , aangezien het een versnelling is. Preciezer gezegd, het is de versnelling waarmee het lichaam dat het zwaartekrachtveld uitoefent een ander lichaam aantrekt.

Merk op dat het zwaartekrachtveld niet afhankelijk is van de massa van het aangetrokken object, maar van de massa die het veld creëert en de afstand tussen de twee lichamen.
Bovendien is de richting van het zwaartekrachtveld de denkbeeldige lijn die loopt tussen de massa die het veld creëert en de massa die door het veld wordt aangetrokken.
Wanneer we het zwaartekrachtveld tenslotte als een vectorveld beschouwen, is de richting van de vector naar het massamiddelpunt dat het veld creëert.

Het zwaartekrachtveld van de aarde

Nu we de betekenis van het zwaartekrachtveld kennen, gaan we de sterkte van het zwaartekrachtveld van de aarde berekenen, zodat je kunt zien hoe dat in zijn werk gaat.

Om dit te doen, moeten we de zwaartekrachtveldformule toepassen:

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

De waarden van de universele zwaartekrachtconstante, de massa van de aarde en de straal van het centrum van de planeet naar het oppervlak zijn:

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

Dus vervangen we de gegevens in de formule en berekenen de waarde van het zwaartekrachtveld op het aardoppervlak:

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

Kort gezegd is de waarde van het zwaartekrachtveld op het aardoppervlak 9,81 m/s ² .

Zwaartekrachtveld en elektrisch veld

Ten slotte zullen we zien wat het verschil is tussen het zwaartekrachtveld en het elektrische veld, aangezien het twee soorten vectorvelden zijn die gewoonlijk in de natuurkunde worden gebruikt.

Het belangrijkste verschil tussen zwaartekrachtveld en elektrisch veld is dat zwaartekrachtveld altijd bestaat voor alle lichamen, terwijl elektrisch veld alleen bestaat als lichamen elektrisch geladen zijn.

Elk object met massa oefent dus altijd een zwaartekracht uit, hoewel, logischerwijs, als de massa erg klein is, de zwaartekracht die het uitoefent ook klein zal zijn. terwijl een lichaam alleen een elektrische kracht zal uitoefenen als het wordt opgeladen met elektriciteit.

Bovendien kan het elektrische veld aantrekkelijk of afstotend zijn, omdat twee elektrisch geladen lichamen elkaar kunnen aantrekken (als ze met een ander teken zijn geladen) of elkaar kunnen afstoten (als ze met hetzelfde teken zijn geladen). Het zwaartekrachtveld is echter nog steeds een aantrekkingsveld, omdat de zwaartekracht het ene lichaam naar het andere trekt.

Zwaartekrachtveld (of zwaartekrachtveld)