▷ Что такое гравитационное поле (или гравитационное поле)?

В этой статье объясняется, что такое гравитационное поле, также называемое гравитационным полем. Таким образом, вы найдете определение гравитационного поля, его формулу и пример расчета.

Что такое гравитационное поле (или гравитационное поле)?

Гравитационное поле или гравитационное поле — это силовое поле, которое представляет гравитацию. Другими словами, гравитационное поле — это объем пространства, в котором одно тело, обладающее массой, притягивает другое.

Следовательно, гравитационное поле массы — это область пространства, в которой эта масса притягивает любую другую массу гравитационной силой.

Логично, что чем больше масса тела, тем больше его гравитационное поле. Вот почему тела, содержащие много вещества, например планеты, оказывают значительные гравитационные силы. Напротив, объекты малой массы, такие как карандаш, почти не имеют силы тяжести (ими пренебрегают). Ниже мы увидим, как рассчитывается напряженность гравитационного поля.

Обратите внимание, что гравитационное поле рассматривается как векторное поле в ньютоновской или классической физике, тогда как в релятивистской физике оно является тензорным полем. Итак, чтобы решить фундаментальные проблемы, касающиеся гравитационного поля, его необходимо рассматривать как векторное поле.

Формула гравитационного поля

Напряженность гравитационного поля (или гравитационного поля) тела равна универсальной гравитационной постоянной, умноженной на массу тела, деленную на квадрат расстояния между рассматриваемой точкой и центром тела.

Таким образом , формула для расчета напряженности гравитационного поля выглядит следующим образом:

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

Золото:

$g$

это гравитационное поле.
$G$

— универсальная гравитационная постоянная, значение которой равно

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

.
$M$

— масса тела, создающего гравитационное поле, выраженная в килограммах.
$r$

— расстояние между телом, создающим гравитационное поле, и притягиваемым телом, выраженное в метрах.

Следовательно, символ гравитационного поля — это строчная буква g, а его единицы измерения — м/с ² , поскольку это ускорение. Точнее, это ускорение, с которым тело, оказывающее гравитационное поле, притягивает другое тело.

Обратите внимание, что гравитационное поле зависит не от массы притягиваемого объекта, а от массы, создающей поле, и расстояния между двумя телами.
Кроме того, направление гравитационного поля — это воображаемая линия, которая проходит между массой, создающей поле, и массой, притягиваемой этим полем.
Наконец, если рассматривать гравитационное поле как векторное поле, то вектор будет направлен к центру масс, создающему поле.

Гравитационное поле Земли

Теперь, когда мы знаем значение гравитационного поля, мы рассчитаем силу гравитационного поля Земли, чтобы вы могли увидеть, как это делается.

Для этого необходимо применить формулу гравитационного поля:

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

Значения вселенской гравитационной постоянной, массы Земли и радиуса от центра планеты до ее поверхности составляют:

G = 6,674 · 10 ^-11 Н·м ² /кг ²
М = 5,972·10· ²⁴ кг
R = 6371000 м

Итак, подставляем данные в формулу и вычисляем значение гравитационного поля на поверхности Земли:

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

Если коротко, то величина гравитационного поля на поверхности Земли равна 9,81 м/с ² .

Гравитационное поле и электрическое поле

Наконец, мы увидим, в чем разница между гравитационным полем и электрическим полем, поскольку это два типа векторных полей, обычно используемых в физике.

Основное различие между гравитационным полем и электрическим полем заключается в том, что гравитационное поле существует всегда для всех тел, тогда как электрическое поле существует только тогда, когда тела электрически заряжены.

Таким образом, любой объект, обладающий массой, всегда оказывает гравитационную силу, хотя, по логике вещей, если его масса очень мала, то и гравитационная сила, которую он оказывает, будет также мала. тогда как тело будет проявлять электрическую силу только тогда, когда оно заряжено электричеством.

Кроме того, электрическое поле может быть притягивающим или отталкивающим, поскольку два электрически заряженных тела могут притягивать друг друга (если они заряжены разного знака) или отталкиваться (если они заряжены одного знака). Однако гравитационное поле по-прежнему остается полем притяжения, поскольку сила гравитации притягивает одно тело к другому.

Гравитационное поле (или гравитационное поле)