Spominjanje koncepta ubrzanje slobodan pad često popraćeno primjerima i pokusima iz školskih udžbenika, u kojima su predmeti različite težine (osobito olovka i novčić) padali s iste visine. Čini se potpuno očitim da će predmeti pasti na tlo u različitim intervalima (pero možda uopće neće pasti). Stoga se tijela ne pokoravaju samo jednom specifičnom pravilu. No, čini se da se to tek sada uzima zdravo za gotovo, prije nekog vremena bili su potrebni eksperimenti kako bi se to potvrdilo. Istraživači su opravdano pretpostavili da na pad tijela djeluje određena sila, što utječe na njihovo kretanje i, kao rezultat, na brzinu okomitog kretanja. Slijedili su ništa manje poznati pokusi sa staklenim cijevima s novčićem i olovkom unutra (zbog čistoće pokusa). Iz cijevi je evakuiran zrak, nakon čega su hermetički zatvorene. Kakvo je bilo iznenađenje istraživača kada i olovka i novčić, unatoč očito različitoj težini, padaju istom brzinom.

Ovo iskustvo poslužilo je kao osnova ne samo za stvaranje samog koncepta. ubrzanje gravitacije(USP), ali i za pretpostavku da je slobodan pad (odnosno pad tijela na koje ne djeluju suprotne sile) moguć samo u vakuumu. U zraku, koji je izvor otpora, sva se tijela gibaju ubrzano.

Tako je nastao koncept ubrzanje gravitacije, koji ima sljedeću definiciju:

• ispadanje tijela iz stanja mirovanja pod utjecajem Zemlje.

Ovom konceptu je dodijeljena abeceda g (zhe).

Na temelju takvih eksperimenata postalo je jasno da je USP apsolutno karakterističan za Zemlju, budući da je poznato da na našem planetu postoji sila koja privlači sva tijela na svoju površinu. Međutim, pojavilo se još jedno pitanje: kako izmjeriti ovu količinu i čemu je jednaka.

Rješenje za prvo pitanje pronađeno je prilično brzo: znanstvenici su posebnom fotografijom zabilježili položaj tijela tijekom pada u različitim vremenskim razdobljima. Ispostavilo se zanimljivo: sva tijela unutra ovo mjesto Zemlje padaju s istim ubrzanjem, koje, međutim, donekle varira ovisno o određenom mjestu na planetu. Pritom visina s koje su tijela započela svoje kretanje nije važna: može biti 10, 100 ili 200 metara.

Bilo je moguće saznati: ubrzanje slobodnog pada na Zemlji je približno 9,8 N/kg. Zapravo, ova vrijednost može biti u rasponu od 9,78 N/kg do 9,83 N/kg. Takva razlika (iako mala u očima laika) objašnjava se i (koja nije baš sferna, ali spljoštena na polovima) i dnevno. U pravilu se za izračune uzima prosječna vrijednost - 9,8 N/kg, s veliki brojevi- zaokruženo na 10 N/kg.

g = 9,8 N/kg

Na pozadini dobivenih podataka može se vidjeti da se ubrzanje slobodnog pada na drugim planetima razlikuje od onoga na Zemlji. Znanstvenici su došli do zaključka da se to može izraziti sljedećom formulom:

g= G x M planeta/(R planeta)(2)

razgovarajući jednostavnim riječima: G (6.67. 10 (-11) m2/s2 ∙ kg)) treba pomnožiti s M - masom planeta, podijeljenom s R - polumjerom planeta na kvadrat. Na primjer, pronađimo ubrzanje slobodnog pada na Mjesecu. Znajući da mu je masa 7,3477·10(22) kg, a polumjer 1737,10 km, nalazimo da je USP=1,62 N/kg. Kao što možete vidjeti, akceleracije na dva planeta upadljivo se razlikuju jedna od druge. Konkretno, na Zemlji je gotovo 6 puta više! Jednostavno rečeno, Mjesec privlači objekte na svojoj površini sa silom koja je 6 puta manja od Zemlje. Zato astronauti na Mjesecu, koje vidimo na televiziji, kao da postaju lakši. Zapravo, gube na težini (ne na masi!). Rezultat su zabavni efekti poput skakanja nekoliko metara, osjećaja leta i dugih koraka.

Pretvarač duljine i udaljenosti Pretvarač mase Pretvornik rasutih krutih tvari i hrane Konverter volumena Konverter područja Konverter volumena i jedinica Recepti Pretvarač temperature Pretvarač tlaka, naprezanja, Youngovog modula Pretvarač energije i rada Pretvarač snage Pretvarač sile Pretvarač vremena Pretvarač linearne brzine Pretvornik ravnog kuta Toplinska učinkovitost i ušteda goriva Broj pretvarača u razni sustavi račun Pretvarač mjernih jedinica količine informacija Tečaji Veličine Ženska odjeća i Veličina cipela muška odjeća Pretvarač kutne brzine i brzine Pretvarač ubrzanja Pretvarač kutnog ubrzanja Pretvarač gustoće Pretvarač specifičnog volumena Pretvarač momenta inercije Pretvarač momenta sile Pretvarač zakretnog momenta određena toplina Kalorična vrijednost (po masi) Gustoća energije i specifična kalorijska vrijednost (volumen) Pretvarač Pretvarač temperaturne razlike Pretvarač koeficijenta toplinske ekspanzije Pretvarač toplinskog otpora Pretvarač toplinske vodljivosti Pretvarač određena toplina Konverter gustoće pretvarača izloženosti energiji i zračenju protok topline Pretvarač koeficijenta prijenosa topline Konvertor volumnog protoka protok mase Molarni pretvarač brzine protoka Pretvarač gustoće masenog toka Pretvarač molarne koncentracije Konverter masene koncentracije u otopini Pretvarač dinamičkog (apsolutnog) viskoziteta Pretvarač kinematičkog viskoziteta Pretvarač površinske napetosti Pretvornik propusnosti pare Pretvarač paropropusnosti i brzine prijenosa pare Pretvarač konvertora razine zvuka S Converter Sound Level Converter Sound Level Pretvarač razine Pretvarač zvučnog tlaka s izborom referentnog tlaka Pretvarač svjetline Pretvarač svjetlosnog intenziteta Pretvarač osvjetljenja Pretvarač rezolucije računalne grafike Pretvarač frekvencije i valne duljine Optička snaga u dioptrijama i žarišna duljina Snaga u dioptrijama i pretvarač povećanja objektiva (×). električno punjenje Pretvarač linearne gustoće naboja površinska gustoća Konverter gustoće punjenja električna struja Linearni pretvarač gustoće struje Pretvarač površinske gustoće struje Pretvarač napona električno polje Pretvarač elektrostatskog potencijala i napona električni otpor Pretvarač električnog otpora električna provodljivost Pretvornik električne vodljivosti Pretvarač induktivnosti kapacitivnosti Konverter američkog mjerača žice Razine u dBm (dBm ili dBm), dBV (dBV), vatima, itd. Jedinice Pretvarač magnetne sile Pretvarač snage magnetsko polje Konverter magnetski tok Zračenje pretvarača s magnetskom indukcijom. Radioaktivnost pretvarača apsorbirane doze ionizirajućeg zračenja. Zračenje pretvarača radioaktivnog raspada. Zračenje pretvarača doze izloženosti. Pretvarač apsorbirane doze Pretvarač decimalnog prefiksa Prijenos podataka Tipografski i slikovni pretvarač jedinica Pretvarač drvnog volumena Pretvarač jedinica Izračun molekulska masa Periodični sustav kemijski elementi D. I. Mendeljejev

1 gravitacijsko ubrzanje [g] = 980,664999999998 centimetar u sekundi u sekundi [cm/s²]

Početna vrijednost

Preračunata vrijednost

decimetar po sekundi po sekundi metar u sekundi po sekundi kilometar u sekundi po sekundi hektometar po sekundi po sekundi dekametar po sekundi po sekundi centimetar u sekundi po sekundi milimetar u sekundi po sekundi mikrometar u sekundi po sekundi nanometar u sekundi po sekundi pikometar u sekundi u sekundi femtometar po sekundi po sekundi atometar po sekundi po sekundi gal galileo milja po sekundi po sekundi jard po sekundi po sekundi stopa u sekundi po sekundi inč u sekundi po sekundi ubrzanje slobodnog pada ubrzanje slobodnog pada na Suncu ubrzanje slobodnog pada na Merkuru ubrzanje slobodnog pada na Venera Ubrzanje slobodnog pada na Mjesecu Ubrzanje slobodnog pada na Marsu Ubrzanje slobodnog pada na Jupiteru Ubrzanje slobodnog pada na Saturnu Ubrzavanje slobodnog pada na Uranu Ubrzanje slobodnog pada na Neptunu Ubrzanje slobodnog pada na Plutonu Ubrzanje slobodnog pada na Haumei sekundi za ubrzanje od 0 do 100 km /h sekundi za ubrzanje od 0 do 200 km/h ac sekunde za ubrzanje od 0 do 60 mph sekunde za ubrzanje od 0 do 100 mph sekunde za ubrzanje od 0 do 200 mph

Nasipna gustoća naboja

Više o ubrzanju

Opće informacije

Ubrzanje je promjena brzine tijela u određenom vremenskom razdoblju. U SI sustavu ubrzanje se mjeri u metrima u sekundi u sekundi. Često se koriste i druge jedinice. Ubrzanje može biti konstantno, kao što je ubrzanje tijela u slobodnom padu, ili može varirati, kao što je ubrzanje automobila u pokretu.

Inženjeri i dizajneri uzimaju u obzir ubrzanje prilikom projektiranja i izgradnje automobila. Vozači koriste znanje o tome koliko brzo njihov automobil ubrzava ili usporava tijekom vožnje. Znanje o ubrzanju također pomaže graditeljima i inženjerima spriječiti ili minimizirati štetu uzrokovanu iznenadnim ubrzanjem ili usporavanjem povezanih s udarcima, kao što su sudari automobila ili tijekom potresa.

Zaštita od ubrzanja sa strukturama koje apsorbiraju udarce i prigušuju

Ako graditelji uzmu u obzir moguća ubrzanja, zgrada postaje otpornija na udarce, što pomaže u spašavanju života tijekom potresa. Na mjestima s visokom seizmičnošću, poput Japana, zgrade se grade na posebnim platformama koje smanjuju ubrzanje i ublažavaju udare. Dizajn ovih platformi sličan je ovjesu u automobilima. Pojednostavljeni ovjes se također koristi u biciklima. Češće se koristi na brdskim biciklima kako bi se smanjila nelagoda, ozljede i oštećenja na biciklu zbog oštrih, udarnih ubrzanja pri vožnji po neravnim površinama. Mostovi se također postavljaju na nosače ovjesa kako bi se smanjilo ubrzanje koje automobili koji se kreću po njemu daju mostu. Ubrzanja uzrokovana kretanjem unutar i izvan zgrada ometaju glazbenike u glazbenim studijima. Kako bi se to smanjilo, cijeli studio za snimanje je suspendiran na prigušnim uređajima. Ako glazbenik postavi kućni studio za snimanje u prostoriji bez dovoljne zvučne izolacije, tada je objesiti ga u već izgrađenu zgradu vrlo teško i skupo. Kod kuće se na ovjese postavlja samo pod. Budući da se učinak ubrzanja smanjuje s povećanjem mase na koju djeluje, zidovi, podovi i stropovi ponekad se ponderiraju umjesto da se koriste vješalice. Stropovi su također ponekad uređeni spušteni, jer to nije tako teško i skupo za napraviti, ali pomaže u smanjenju prodora vanjske buke u prostoriju.

Ubrzanje u fizici

Prema drugom Newtonovom zakonu, sila koja djeluje na tijelo jednaka je umnošku mase tijela i akceleracije. Sila se može izračunati pomoću formule F = ma, gdje je F sila, m masa, a a ubrzanje. Dakle, sila koja djeluje na tijelo mijenja njegovu brzinu, odnosno daje mu ubrzanje. Prema ovom zakonu, ubrzanje ne ovisi samo o veličini sile koja gura tijelo, već proporcionalno ovisi i o masi tijela. To jest, ako sila djeluje na dva tijela, A i B, a B je teži, tada će se B kretati s manje ubrzanja. Ova sklonost tijela da se odupiru promjeni ubrzanja naziva se inercija.

Inerciju je lako uočiti Svakidašnjica. Primjerice, vozači ne nose kacigu, dok motociklisti obično putuju s kacigom, a često i u drugoj. zaštitna odjeća, kao što su kožne jakne s izbočinama. Jedan od razloga je taj što će u sudaru s automobilom lakši motocikl i motociklist brže mijenjati brzinu, odnosno početi se kretati većim ubrzanjem od automobila. Ako ga ne pokriva motocikl, onda će motociklist vjerojatno izletjeti iz motociklističkog sjedala, budući da je čak i lakši od motocikla. U svakom slučaju, motociklist će biti teže ozlijeđen, dok će vozač biti znatno manje ozlijeđen, budući da će automobil i vozač u sudaru dobiti znatno manje ubrzanja. Ovaj primjer ne uzima u obzir silu gravitacija; pretpostavlja se da je zanemariva u usporedbi s drugim silama.

Ubrzanje i kružno kretanje

Tijelo koje se kreće u krugu istom brzinom ima promjenjivu vektorsku brzinu, budući da mu se smjer stalno mijenja. To jest, ovo tijelo se kreće ubrzano. Ubrzanje je usmjereno prema osi rotacije. U ovom slučaju, nalazi se u središtu kruga, što je putanja tijela. Ovo ubrzanje, kao i sila koja ga uzrokuje, nazivaju se centripetalnim. Prema trećem Newtonovom zakonu, svaka sila ima suprotnu silu koja djeluje u suprotnom smjeru. U našem primjeru ova sila se zove centrifugalna. Ona je ta koja drži kolica na toboganu, čak i kada se kreću naopačke po okomitim kružnim tračnicama. Centrifugalna sila gura kolica od središta kružnice koju stvaraju tračnice tako da su pritisnuta na tračnice.

Ubrzanje i gravitacija

Gravitacijsko privlačenje planeta jedna je od glavnih sila koja djeluje na tijela i daje im ubrzanje. Na primjer, ova sila privlači tijela u blizini Zemlje na površinu Zemlje. Zbog te sile tijelo koje je oslobođeno blizu površine Zemlje, a na koje ne djeluju nikakve druge sile, nalazi se u slobodnom padu sve dok se ne sudari s površinom Zemlje. Ubrzanje ovog tijela, nazvano akceleracija slobodnog pada, iznosi 9,80665 metara u sekundi u sekundi. Ta se konstanta naziva g i često se koristi za određivanje težine tijela. Budući da je, prema drugom Newtonovom zakonu, F = ma, tada je težina, odnosno sila koja djeluje na tijelo, umnožak mase i ubrzanja slobodnog pada g. Tjelesnu masu je lako izračunati, pa je i težinu lako pronaći. Vrijedi napomenuti da riječ "težina" u svakodnevnom životu često znači svojstvo tijela, mase, a ne sile.

Ubrzanje slobodnog pada različito je za različite planete i astronomske objekte, jer ovisi o njihovoj masi. Ubrzanje slobodnog pada u blizini Sunca je 28 puta veće od Zemljinog, kod Jupitera 2,6 puta veće, a kod Neptuna 1,1 puta veće. Ubrzanje u blizini drugih planeta je manje od Zemljinog. Na primjer, ubrzanje na površini Mjeseca jednako je 0,17 ubrzanja na površini Zemlje.

Ubrzanje i vozila

Testovi ubrzanja automobila

Postoji niz testova za mjerenje performansi vozila. Jedan od njih ima za cilj testirati njihovo ubrzanje. Da biste to učinili, izmjerite vrijeme tijekom kojeg automobil ubrzava od 0 do 100 kilometara (62 milje) na sat. U zemljama koje ne koriste metrički sustav, provjerava se ubrzanje od nule do 60 milja (97 kilometara) na sat. Automobili s najbržim ubrzanjem postižu ovu brzinu za oko 2,3 sekunde, što je manje od vremena potrebnog tijelu da postigne ovu brzinu u slobodnom padu. Postoje čak i programi za Mobiteli, koji pomažu izračunati ovo vrijeme ubrzanja pomoću ugrađenih akcelerometara telefona. Međutim, teško je reći koliko su takvi izračuni točni.

Utjecaj ubrzanja na ljude

Kada se automobil kreće ubrzano, putnici se vuku u smjeru suprotnom kretanju i ubrzanju. Odnosno, unatrag - pri ubrzavanju, i naprijed - pri kočenju. Prilikom iznenadnog zaustavljanja, kao što je tijekom sudara, putnici se toliko naglo trzaju prema naprijed da mogu biti izbačeni sa sjedala i udariti u presvlake automobila ili prozore. Čak je vjerojatno da će svojom težinom razbiti staklo i izletjeti iz auta. Upravo zbog te opasnosti mnoge su zemlje donijele zakone koji zahtijevaju da svi novi automobili imaju sigurnosne pojaseve. Mnoge zemlje su također propisale da vozač, sva djeca i barem suvozač na prednjem sjedalu moraju Zakopčaj se sigurnost tijekom vožnje.

Svemirske letjelice kreću se velikim ubrzanjem tijekom ulaska u Zemljinu orbitu. Povratak na Zemlju, naprotiv, prati naglo usporavanje. To ne samo da čini astronautima neugodno, već i opasno, pa prije odlaska u svemir prođu intenzivnu obuku. Takav trening pomaže astronautima da lakše podnose preopterećenja povezana s velikim ubrzanjem. Piloti brzih zrakoplova također prolaze ovu obuku, jer ti zrakoplovi postižu velika ubrzanja. Bez treninga, oštro ubrzanje uzrokuje odljev krvi iz mozga i gubitak vida u boji, zatim - bočno, zatim - vid općenito, a zatim - gubitak svijesti. To je opasno, jer piloti i astronauti ne mogu upravljati zrakoplovom ili svemirskom letjelicom u ovom stanju. Sve dok nije počeo trening preopterećenja obvezni uvjet u obuci pilota i astronauta, velike g-sile ubrzanja ponekad su završavale nesrećama i smrću pilota. Obuka pomaže u sprječavanju zamračenja i omogućuje pilotima i astronautima da izdrže velika ubrzanja dulje vrijeme.

Osim dolje opisanog treninga centrifuge, astronauti i piloti se podučavaju posebnoj tehnici kontrakcije trbušnih mišića. U tom slučaju krvne žile se sužavaju i manje krvi ulazi u donji dio tijela. Anti-g odijela također pomažu spriječiti odljev krvi iz mozga tijekom ubrzanja, budući da se posebni jastuci ugrađeni u njih pune zrakom ili vodom i vrše pritisak na trbuh i noge. Ove tehnike mehanički sprječavaju otjecanje krvi, dok trening u centrifugi pomaže osobi povećati izdržljivost i naviknuti se na veliko ubrzanje. Sama centrifuga je horizontalna cijev s kabinom na jednom kraju cijevi. Rotira se u vodoravnoj ravnini i stvara uvjete s velikim ubrzanjem. Kabina je opremljena kardanskim ovjesom i može se rotirati u različitim smjerovima, pružajući dodatno opterećenje. Tijekom treninga, astronauti ili piloti nose senzore, a liječnici prate njihov učinak, kao što je njihov puls. To je neophodno kako bi se osigurala sigurnost, a također pomaže u praćenju prilagodbe ljudi. Centrifuga može simulirati i ubrzanje u normalnim uvjetima i balistički ponovni ulazak tijekom nesreće. Astronauti koji treniraju na centrifugi kažu da osjećaju jaku nelagodu u prsima i grlu.

Smatrate li da je teško prevesti mjerne jedinice s jednog jezika na drugi? Kolege su vam spremne pomoći. Postavite pitanje na TCTerms i u roku od nekoliko minuta dobit ćete odgovor.

Nakon proučavanja kolegija fizike u glavama studenata su svakakve konstante i njihove vrijednosti. Tema gravitacije i mehanike nije iznimka. Najčešće ne mogu odgovoriti na pitanje koju vrijednost ima gravitacijska konstanta. Ali uvijek će nedvosmisleno odgovoriti da je prisutan u zakonu univerzalne gravitacije.

Iz povijesti gravitacijske konstante

Zanimljivo je da u Newtonovom djelu ne postoji takva količina. U fizici se pojavio mnogo kasnije. Točnije, tek početkom devetnaestog stoljeća. Ali to ne znači da ona nije postojala. Samo što ga znanstvenici nisu identificirali i nisu prepoznali. točna vrijednost. Usput, o značenju. Gravitacijska konstanta se stalno pročišćava, budući da je decimalni razlomak s veliki iznos znamenke iza decimalne točke kojoj prethodi nula.

Upravo zato što ova vrijednost uzima takve mala vrijednost, objašnjava činjenicu da je djelovanje gravitacijskih sila neprimjetno na malim tijelima. Upravo zbog ovog množitelja sila privlačenja ispada zanemariva.

Po prvi put je fizičar G. Cavendish iskustvom ustanovio vrijednost koju gravitacijska konstanta poprima. I to se dogodilo 1788.

U njegovim je eksperimentima korištena tanka šipka. Bio je obješen na tanku bakrenu žicu i bio je dugačak oko 2 metra. Na krajeve ove šipke bile su pričvršćene dvije identične olovne kugle promjera 5 cm, uz koje su bile postavljene velike olovne kugle. Njihov promjer je već bio 20 cm.

Kad su se velike i male kugle približile, šipka se okrenula. To je govorilo o njihovoj privlačnosti. Iz poznatih masa i udaljenosti, kao i izmjerene sile uvijanja, moglo se sasvim točno saznati čemu je jednaka gravitacijska konstanta.

A sve je počelo slobodnim padom tijela

Ako se stavi u prazninu tijela različite težine, tada padaju u isto vrijeme. Podložno njihovom padu s iste visine i njegovom početku u isto vrijeme. Bilo je moguće izračunati ubrzanje s kojim sva tijela padaju na Zemlju. Pokazalo se da je otprilike jednako 9,8 m / s 2.

Znanstvenici su otkrili da je sila kojom se sve privlači na Zemlju uvijek prisutna. Štoviše, to ne ovisi o visini na koju se tijelo kreće. Jedan metar, kilometar ili stotine kilometara. Bez obzira koliko je tijelo udaljeno, privlačit će ga Zemlja. Drugo je pitanje kako će njegova vrijednost ovisiti o udaljenosti?

Na to je pitanje engleski fizičar I. Newton pronašao odgovor.

Smanjenje sile privlačenja tijela njihovom udaljenošću

Za početak je iznio pretpostavku da se sila gravitacije smanjuje. A njegova je vrijednost obrnuto povezana s kvadratom udaljenosti. Štoviše, ova se udaljenost mora računati od središta planeta. I napravio neke teorijske izračune.

Zatim je ovaj znanstvenik koristio podatke astronoma o kretanju prirodnog satelita Zemlje - Mjeseca. Newton je izračunao kojom se ubrzanjem okreće oko planeta i dobio iste rezultate. To je svjedočilo o istinitosti njegova razmišljanja i omogućilo formuliranje zakona univerzalne gravitacije. Gravitacijska konstanta još nije bila u njegovoj formuli. U ovoj fazi bilo je važno identificirati ovisnost. Što je i učinjeno. Sila gravitacije opada obrnuto proporcionalno kvadratu udaljenosti od središta planeta.

Na zakon univerzalne gravitacije

Newton je nastavio razmišljati. Budući da Zemlja privlači Mjesec, onda i ona sama mora biti privučena Suncem. Štoviše, sila takve privlačnosti također mora biti pokorna zakonu koji je on opisao. A onda ga je Newton proširio na sva tijela svemira. Stoga naziv zakona uključuje riječ "univerzalni".

Sile univerzalne gravitacije tijela definirane su kao proporcionalne umnošku masa i inverzne kvadratu udaljenosti. Kasnije, kada je koeficijent određen, formula zakona dobila je sljedeći oblik:

• F t \u003d G (m 1 * x m 2): r 2.

Sadrži sljedeće oznake:

Formula za gravitacijsku konstantu slijedi iz ovog zakona:

• G \u003d (F t X r 2): (m 1 x m 2).

Vrijednost gravitacijske konstante

Sada je vrijeme za konkretne brojke. Budući da znanstvenici neprestano usavršavaju ovu vrijednost, u različite godine bili službeno prihvaćeni različite brojeve. Na primjer, prema podacima za 2008. godinu gravitacijska konstanta je 6,6742 x 10 -11 Nˑm 2 /kg 2. Prošle su tri godine - i konstanta je preračunata. Sada je gravitacijska konstanta jednaka 6,6738 x 10 -11 Nˑm 2 /kg 2. Ali za školarce, u rješavanju problema, dopušteno je zaokružiti na takvu vrijednost: 6,67 x 10 -11 Nˑm 2 /kg 2.

Koje je fizičko značenje ovog broja?

Zamijenimo li određene brojeve u formulu koja je dana za zakon univerzalne gravitacije, dobit će se zanimljiv rezultat. U posebnom slučaju, kada su mase tijela jednake 1 kilogramu, a nalaze se na udaljenosti od 1 metar, sila gravitacije ispada jednakom samom broju koji je poznat za gravitacijsku konstantu.

Odnosno, značenje gravitacijske konstante je da pokazuje kojom će silom takva tijela biti privučena na udaljenosti od jednog metra. Broj pokazuje koliko je ta sila mala. Uostalom, to je deset milijardi manje od jedne. Ne može se ni vidjeti. Čak i ako se tijela povećaju sto puta, rezultat se neće bitno promijeniti. I dalje će ostati puno manje od jedinstva. Stoga postaje jasno zašto je sila privlačenja vidljiva samo u onim situacijama ako barem jedno tijelo ima ogromnu masu. Na primjer, planet ili zvijezda.

Kako je gravitacijska konstanta povezana s ubrzanjem slobodnog pada?

Ako usporedimo dvije formule, od kojih će jedna biti za gravitaciju, a druga za zakon gravitacije Zemlje, možemo vidjeti jednostavan obrazac. Gravitacijska konstanta, masa Zemlje i kvadrat udaljenosti od središta planeta čine faktor koji je jednak akceleraciji slobodnog pada. Ako to zapišemo u formulu, dobit ćemo sljedeće:

• g = (G x M): r 2 .

Štoviše, koristi sljedeću notaciju:

Usput, gravitacijska konstanta se također može naći iz ove formule:

• G \u003d (g x r 2): M.

Ako želite znati ubrzanje slobodnog pada na određenoj visini iznad površine planeta, sljedeća formula će vam dobro doći:

• g \u003d (G x M): (r + n) 2, gdje je n visina iznad Zemljine površine.

Problemi koji zahtijevaju poznavanje gravitacijske konstante

Zadatak jedan

Stanje. Kolika je akceleracija slobodnog pada na jednom od planeta Sunčev sustav kao na Marsu? Poznato je da je njegova masa 6,23 10 23 kg, a polumjer planeta 3,38 10 6 m.

Riješenje. Morate koristiti formulu koja je napisana za Zemlju. Samo zamijenite u njemu vrijednosti navedene u zadatku. Ispada da će ubrzanje slobodnog pada biti jednako umnošku 6,67 x 10 -11 i 6,23 x 10 23, koje je tada potrebno podijeliti s kvadratom 3,38 10 6 . U brojniku je vrijednost 41,55 x 10 12. A nazivnik će biti 11,42 x 10 12. Potencije će se smanjiti, pa je za odgovor dovoljno znati kvocijent dvaju brojeva.

Odgovor: 3,64 m/s 2 .

Zadatak dva

Stanje.Što treba učiniti s tijelima da se njihova sila privlačenja smanji za 100 puta?

Riješenje. Budući da se masa tijela ne može promijeniti, sila će se smanjiti zbog njihovog odstranjivanja jedno od drugog. Sto se dobije kvadriranjem 10. To znači da bi udaljenost između njih trebala postati 10 puta veća.

Odgovor: pomaknite ih na udaljenost veću od izvorne 10 puta.

Nedavno je skupina australskih znanstvenika sastavila iznimno točnu gravitacijsku kartu našeg planeta. Uz njegovu pomoć istraživači su otkrili na kojem mjestu na Zemlji najviše veliku važnost ubrzanje slobodnog pada, a u kojem - najmanji. I, što je najzanimljivije, pokazalo se da su obje ove anomalije potpuno različite od onih regija u kojima se prije pretpostavljalo.

Svi se iz škole sjećamo da je veličina ubrzanja slobodnog pada (g), koja karakterizira silu gravitacije na našem planetu, 9,81 m/sec 2 . Ali malo ljudi razmišlja o činjenici da je ta vrijednost prosječna, odnosno da će, zapravo, na svakom određenom mjestu objekt pasti s bržim ili sporijim ubrzanjem. Dakle, odavno je poznato da je na ekvatoru sila privlačenja slabija zbog centrifugalnih sila koje nastaju tijekom rotacije planeta, pa će, posljedično, vrijednost g biti manja. Pa na polovima je obrnuto.

Osim toga, ako razmislite o tome, onda prema zakonu gravitacije, u blizini velikih masa, sila privlačenja (treba biti veća, i obrnuto. Stoga, u onim dijelovima Zemlje gdje je gustoća njezinih sastojaka stijene prelazi prosjek, vrijednost g malo će premašiti 9,81 m / s 2, gdje njihova gustoća nije osobito visoka, bit će niža. Međutim, sredinom prošlog stoljeća znanstvenici različite zemlje proveli mjerenja gravitacijskih anomalija, pozitivnih i negativnih, otkrili su jednu zanimljivost - zapravo, blizu velike planine gravitacijsko ubrzanje je ispod prosjeka. Ali u dubinama oceana (osobito u područjima rovova) ona je veća.

To se objašnjava činjenicom da je učinak privlačenja samih planinskih lanaca u potpunosti nadoknađen manjkom mase ispod njih, budući da se nakupine tvari relativno niske gustoće javljaju posvuda ispod područja s visokim reljefom. Ali oceansko dno, naprotiv, sastoji se od mnogo gušćih stijena od planina - otuda i veća vrijednost g. Dakle, možemo sa sigurnošću zaključiti da u stvarnosti Zemljina gravitacija nije ista na cijelom planetu, jer, prvo, Zemlja nije savršena kugla, i, drugo, nema ujednačenu gustoću.

Dugo vrijeme znanstvenici su namjeravali napraviti gravitacijsku kartu našeg planeta kako bi vidjeli gdje je točno vrijednost ubrzanja slobodnog pada veća od prosječne vrijednosti, a gdje manja. Međutim, to je postalo moguće tek u sadašnjem stoljeću - kada su postala dostupna brojna mjerenja akcelerometara NASA-inih i satelita Europske svemirske agencije - ta mjerenja točno odražavaju gravitacijsko polje planeta u području od nekoliko kilometara. Štoviše, sada postoji i mogućnost normalne obrade cijelog tog nezamislivog niza podataka - ako bi konvencionalno računalo na to potrošilo oko pet godina, onda superračunalo može dati rezultat nakon tri tjedna rada.

Ostalo je samo čekati dok se ne nađu znanstvenici koji se neće bojati takvog rada. A nedavno se to dogodilo – dr. Christian Hert sa Sveučilišta Curtin (Australija) i njegovi kolege uspjeli su konačno kombinirati podatke o gravitaciji sa satelita i topografske informacije. Kao rezultat toga, dobili su detaljna karta gravitacijske anomalije, što uključuje više od 3 milijarde točaka s razlučivosti od oko 250 m u području između 60° sjeverne i 60° južne geografske širine. Dakle, pokrivala je otprilike 80% zemljine površine.

Zanimljivo je to ovu karticu ukinuo je tradicionalne zablude, prema kojima se najmanja vrijednost ubrzanja gravitacije opaža na ekvatoru (9,7803 m / s²), a najveća (9,8322 m / s²) - na sjevernom polu. Hurt i njegovi kolege postavili su nekoliko novih šampiona - pa je, prema njihovom istraživanju, najmanja atrakcija uočena na planini Huascaran u Peruu (9,7639 m/s²), koja se još uvijek nalazi ne na ekvatoru, oko tisuću kilometara od jug. A najveća vrijednost g zabilježena je na površini Arktičkog oceana (9,8337 m/s²) na mjestu stotinu kilometara od pola.

"Huascarán je bio pomalo iznenađenje jer se nalazi oko tisuću kilometara južno od ekvatora. Povećanje gravitacije dok se udaljavate od ekvatora više je nego nadoknađeno visinom planine i lokalnim anomalijama", kaže studija glavni autor dr. Hurt. Komentirajući zaključke svoje grupe, on daje sljedeći primjer - zamislite da na području planine Uskaran i u Arktičkom oceanu osoba padne s visine od sto metara. Dakle, na Arktiku će doći do površine našeg planeta 16 po moskovskom vremenu ranije. A kada se skupina promatrača koja je zabilježila ovaj događaj odatle preseli u peruanske Ande, tada će svaki od njih izgubiti 1% svoje težine.