Omemba koncepta pospešek prosti pad pogosto spremljajo primeri in poskusi iz šolskih učbenikov, v katerih so z enake višine padali predmeti različne teže (predvsem pero in kovanec). Zdi se popolnoma očitno, da bodo predmeti padali na tla v različnih intervalih (perje morda sploh ne bo padlo). Zato telesa ne upoštevajo le enega posebnega pravila. Vendar se zdi, da je to samoumevno šele zdaj, pred časom so bili potrebni poskusi, da bi to potrdili. Raziskovalci so utemeljeno domnevali, da na padec teles deluje določena sila, ki vpliva na njihovo gibanje in posledično na hitrost navpičnega gibanja. Sledili so nič manj znani poskusi s steklenimi cevkami s kovancem in peresom v notranjosti (zaradi čistosti poskusa). Iz cevi je bil evakuiran zrak, nato pa so bile hermetično zaprte. Kakšno je bilo presenečenje raziskovalcev, ko tako pero kot kovanec kljub očitno različni teži padata z enako hitrostjo.

Ta izkušnja je služila kot osnova ne le za ustvarjanje samega koncepta. pospešek gravitacije(USP), ampak tudi za predpostavko, da je prosti padec (to je padec telesa, na katerega ne delujejo nasprotne sile) možen le v vakuumu. V zraku, ki je vir upora, se vsa telesa gibljejo s pospeškom.

Tako je nastal koncept pospešek gravitacije, ki ima naslednjo definicijo:

• padec teles iz stanja mirovanja pod vplivom Zemlje.

Temu konceptu je bila dodeljena abeceda g (zhe).

Na podlagi tovrstnih poskusov je postalo jasno, da je USP absolutno značilen za Zemljo, saj je znano, da na našem planetu obstaja sila, ki privlači vsa telesa na svojo površino. Vendar se je pojavilo drugo vprašanje: kako izmeriti to količino in čemu je enaka.

Rešitev prvega vprašanja je bila najdena precej hitro: znanstveniki so s posebno fotografijo posneli položaj telesa med padcem v različnih časovnih obdobjih. Izkazalo se je zanimivo: vsa telesa notri to mesto Zemlje padajo z enakim pospeškom, ki pa se nekoliko razlikuje glede na določen kraj na planetu. Hkrati višina, s katere so se telesa začela premikati, ni pomembna: lahko je 10, 100 ali 200 metrov.

Ugotoviti je bilo mogoče: pospešek prostega pada na Zemlji je približno 9,8 N/kg. Dejansko je ta vrednost lahko v območju od 9,78 N/kg do 9,83 N/kg. Takšna razlika (čeprav majhna v očeh laika) je razložena tako (ki ni čisto kroglasta, ampak sploščena na polih) kot dnevno. Praviloma se za izračune vzame povprečna vrednost - 9,8 N / kg, z velike številke- zaokroženo na 10 N/kg.

g = 9,8 N/kg

Glede na pridobljene podatke je razvidno, da se pospešek prostega pada na drugih planetih razlikuje od pospeška na Zemlji. Znanstveniki so prišli do zaključka, da ga je mogoče izraziti z naslednjo formulo:

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

govoriti s preprostimi besedami: G (6,67. 10 (-11) m2/s2 ∙ kg)) je treba pomnožiti z M - maso planeta, deljeno z R - polmerom planeta na kvadrat. Na primer, poiščimo pospešek prostega padca na Luni. Če vemo, da je njegova masa 7,3477·10(22) kg, njegov polmer pa 1737,10 km, ugotovimo, da je USP=1,62 N/kg. Kot lahko vidite, se pospeški na obeh planetih osupljivo razlikujejo drug od drugega. Zlasti na Zemlji je skoraj 6-krat več! Preprosto povedano, Luna privlači predmete na svoji površini s silo, ki je 6-krat manjša od sile Zemlje. Zato se zdi, da astronavti na Luni, ki jih vidimo po televiziji, postanejo lažji. Pravzaprav shujšajo (ne mase!). Rezultat so zabavni učinki, kot so skakanje več metrov, občutek letenja in dolgi koraki.

Pretvornik dolžine in razdalje Pretvornik mase Pretvornik razsutih trdnih snovi in ​​količine hrane Pretvornik površin Pretvornik prostornine in enot Pretvornik v recepti Pretvornik temperature Pretvornik tlaka, napetosti, Youngovega modula Pretvornik energije in dela Pretvornik moči Pretvornik sile Pretvornik časa Linearni pretvornik hitrosti Pretvornik z ravnim kotom toplotne učinkovitosti in porabe goriva Število pretvornika v različni sistemi račun Pretvornik merskih enot količine informacij Menjalni tečaji Velikosti ženska oblačila in Velikost čevljev moška oblačila Pretvornik kotne hitrosti in hitrosti Pretvornik pospeška Pretvornik kotnega pospeška Pretvornik gostote Pretvornik specifične prostornine Pretvornik vztrajnostnega momenta Pretvornik momenta sile Pretvornik navora Specifična toplota Kalorična vrednost (po masi) Gostota energije in specifična kalorična vrednost (prostornina) Pretvornik Pretvornik temperaturnih razlik Pretvornik toplotnega razteznega koeficienta Pretvornik toplotnega upora Pretvornik toplotne prevodnosti Pretvornik toplotne prevodnosti Specifična toplota Izpostavljenost energiji in toplotno sevanje Pretvornik moči Pretvornik gostote toplotni tok Pretvornik koeficienta prenosa toplote Pretvornik pretvornika prostorninskega pretoka masni pretok Pretvornik molskega pretoka Pretvornik gostote masnega pretoka Pretvornik molske koncentracije Masna koncentracija v raztopini Pretvornik Dinamični (absolutni) pretvornik viskoznosti Pretvornik kinematične viskoznosti Pretvornik površinske napetosti Pretvornik paroprepustnosti Pretvornik paroprepustnosti in hitrosti prenosa hlapov Pretvornik hitrosti hlapov Pretvornik zvoka S Pretvornik nivoja zvoka S Sound Level Converter Sound Level Pretvornik nivoja Pretvornik zvočnega tlaka z izbirnim referenčnim tlakom Pretvornik svetlosti Pretvornik svetlobne jakosti Pretvornik osvetlitve Pretvornik ločljivosti računalniške grafike Pretvornik frekvence in valovne dolžine Optična moč v dioptrijah in Goriščna razdalja Moč v dioptrijah in pretvornik povečave leče (×). električni naboj Pretvornik linearne gostote naboja površinska gostota Pretvornik gostote polnjenja električni tok Linearni pretvornik gostote toka Pretvornik površinske gostote toka Napetostni pretvornik električno polje Pretvornik elektrostatičnega potenciala in napetosti električni upor Pretvornik električnega upora električna prevodnost Pretvornik električne prevodnosti Pretvornik induktivnosti kapacitivnosti Pretvornik ameriške žice Pretvornik ravni v dBm (dBm ali dBm), dBV (dBV), vatih itd. Enote Pretvornik magnetne sile Pretvornik moči magnetno polje pretvornik magnetni tok Sevanje pretvornika z magnetno indukcijo. Radioaktivnost pretvornika absorbirane doze ionizirajočega sevanja. Pretvornik radioaktivnega razpada Sevanje. Izpostavljenost sevanju s pretvornikom doze. Pretvornik absorbirane doze Pretvornik decimalnih predpon Prenos podatkov Pretvornik tipografskih in slikovnih enot Pretvornik enot prostornine lesa Izračun pretvornika molska masa Periodični sistem kemični elementi D. I. Mendelejev

1 gravitacijski pospešek [g] = 980,664999999998 centimeter na sekundo na sekundo [cm/s²]

Začetna vrednost

Pretvorjena vrednost

decimeter na sekundo meter na sekundo kilometer na sekundo na sekundo hektometer na sekundo na sekundo dekameter na sekundo na sekundo centimeter na sekundo na sekundo milimeter na sekundo na sekundo mikrometer na sekundo nanometer na sekundo na sekundo pikometer na sekundo na sekundo femtometer na sekundo na sekundo atometer na sekundo na sekundo gal galileo milja na sekundo na sekundo yard na sekundo na sekundo čevelj na sekundo na sekundo palec na sekundo na sekundo pospešek prostega padca pospešek prostega pada na soncu pospešek prostega pada na soncu pospešek prostega pada živega srebra na Venera Pospešek prostega padca na Luni Pospešek prostega padca na Marsu Pospešek prostega padca na Jupiterju Pospešek prostega padca na Saturnu Pospešek prostega padca na Uranu Pospešek prostega padca na Neptunu Pospešek prostega padca na Plutonu Pospešek prostega padca na Haumei sekund za pospešek od 0 do 100 km /h sekundah za pospešitev od 0 do 200 km/h ac sekunde za pospeševanje od 0 do 60 mph sekunde za pospeševanje od 0 do 100 mph sekund za pospeševanje od 0 do 200 mph

Nasipna gostota naboja

Več o pospeševanju

Splošne informacije

Pospešek je sprememba hitrosti telesa v določenem časovnem obdobju. V sistemu SI se pospešek meri v metrih na sekundo na sekundo. Pogosto se uporabljajo tudi druge enote. Pospešek je lahko stalen, kot je pospešek telesa pri prostem padu, ali pa se spreminja, na primer pospešek premikajočega se avtomobila.

Inženirji in oblikovalci pri načrtovanju in gradnji avtomobilov upoštevajo pospeševanje. Vozniki uporabljajo znanje o tem, kako hitro njihov avto med vožnjo pospeši ali upočasni. Znanje o pospeševanju pomaga tudi gradbenikom in inženirjem preprečiti ali zmanjšati škodo, ki jo povzroči nenadno pospeševanje ali upočasnitev, povezano z udarci ali udarci, na primer pri trčenju avtomobilov ali med potresi.

Zaščita pred pospeševanjem z blažilnimi in blažilnimi strukturami

Če gradbeniki upoštevajo možne pospeške, postane stavba bolj odporna na udarce, kar pomaga reševati življenja med potresi. Na mestih z visoko seizmičnostjo, na primer na Japonskem, so zgradbe zgrajene na posebnih platformah, ki zmanjšujejo pospeške in blažijo udarce. Zasnova teh platform je podobna vzmetenju v avtomobilih. Poenostavljeno vzmetenje se uporablja tudi pri kolesih. Pogosteje se uporablja na gorskih kolesih za zmanjšanje neugodja, poškodb in poškodb na kolesu zaradi močnih pospeškov pri udarcu pri vožnji po neravnih površinah. Mostovi so nameščeni tudi na vzmetnih nosilcih, da se zmanjša pospešek, ki ga avtomobili, ki se premikajo po njem, dajejo mostu. Pospeški, ki jih povzroča gibanje znotraj in zunaj zgradb, motijo ​​glasbenike v glasbenih studiih. Da bi jo zmanjšali, je celoten snemalni studio obešen na dušilnih napravah. Če glasbenik postavi domači snemalni studio v prostor brez zadostne zvočne izolacije, je obešanje v že zgrajeni stavbi zelo težko in drago. Doma so na vzmetenja nameščena samo tla. Ker se učinek pospeška zmanjšuje z naraščajočo maso, na katero deluje, se stene, tla in stropi včasih obtežijo namesto z obešalniki. Stropi so včasih urejeni tudi spuščeni, saj to ni tako težko in drago narediti, pomaga pa zmanjšati prodor zunanjega hrupa v prostor.

Pospešek v fiziki

Po drugem Newtonovem zakonu je sila, ki deluje na telo, enaka produktu telesne mase in pospeška. Silo lahko izračunamo s formulo F = ma, kjer je F sila, m masa in a pospešek. Torej sila, ki deluje na telo, spremeni njegovo hitrost, torej mu daje pospešek. Po tem zakonu pospešek ni odvisen le od velikosti sile, ki potiska telo, ampak je sorazmerno odvisen tudi od mase telesa. To pomeni, da če sila deluje na dve telesi, A in B, in je B težji, se bo B premikal z manjšim pospeškom. Ta težnja teles, da se upirajo spremembi pospeška, se imenuje vztrajnost.

Inercijo je enostavno opaziti Vsakdanje življenje. Vozniki na primer ne nosijo čelade, motoristi pa običajno potujejo s čelado, pogosto pa v drugi. zaščitna obleka, kot so usnjene jakne z izboklinami. Eden od razlogov je, da bosta pri trčenju z avtomobilom lažji motocikel in motorist hitreje spremenila hitrost, torej se bosta začela premikati z večjim pospeškom kot avtomobil. Če ga motocikel ne pokriva, bo motorist verjetno zletel iz motorističnega sedeža, saj je celo lažji od motocikla. Vsekakor se bo motorist huje poškodoval, voznik pa bistveno manj, saj bosta avtomobil in voznik pri trčenju deležna veliko manj pospeškov. Ta primer ne upošteva sile gravitacija; predpostavlja se, da je v primerjavi z drugimi silami zanemarljiva.

Pospešek in krožno gibanje

Telo, ki se giblje po krogu z enako hitrostjo, ima spremenljivo vektorsko hitrost, saj se njegova smer nenehno spreminja. To pomeni, da se to telo premika s pospeškom. Pospešek je usmerjen proti osi vrtenja. V tem primeru je v središču kroga, ki je pot telesa. Ta pospešek, pa tudi sila, ki ga povzroča, se imenujeta centripetalna. Po tretjem Newtonovem zakonu ima vsaka sila nasprotno silo, ki deluje v nasprotni smeri. V našem primeru se ta sila imenuje centrifugalna. Ona je tista, ki drži vozičke na toboganu, tudi ko se premikajo na glavo po navpičnih krožnih tirnicah. Centrifugalna sila potisne vozičke stran od središča kroga, ki ga ustvarijo tirnice, tako da so pritisnjeni na tirnice.

Pospešek in gravitacija

Gravitacijska privlačnost planetov je ena glavnih sil, ki delujejo na telesa in jim dajejo pospešek. Ta sila na primer privlači telesa v bližini Zemlje na površje Zemlje. Zaradi te sile je telo, ki se je sprostilo blizu površine Zemlje in na katerega druge sile ne vplivajo, v prostem padu, dokler ne trči ob površje Zemlje. Pospešek tega telesa, imenovan pospešek prostega padca, je 9,80665 metra na sekundo na sekundo. Ta konstanta se imenuje g in se pogosto uporablja za določanje teže telesa. Ker je po Newtonovem drugem zakonu F = ma, potem je teža, torej sila, ki deluje na telo, produkt mase in pospeška prostega padca g. Telesno maso je enostavno izračunati, zato je enostavno najti tudi težo. Omeniti velja, da beseda "teža" v vsakdanjem življenju pogosto pomeni lastnost telesa, mase in ne sile.

Pospešek prostega padca je pri različnih planetih in astronomskih objektih različen, saj je odvisen od njihove mase. Pospešek prostega padca v bližini Sonca je 28-krat večji od zemeljskega, v bližini Jupitra je 2,6-krat večji, v bližini Neptuna pa 1,1-krat večji. Pospešek v bližini drugih planetov je manjši od zemeljskega. Na primer, pospešek na površini Lune je enak 0,17 pospeška na površini Zemlje.

Pospešek in vozila

Preizkusi pospeševanja avtomobila

Obstajajo številni testi za merjenje zmogljivosti vozil. Eden od njih želi preizkusiti njihov pospešek. Če želite to narediti, izmerite čas, v katerem avtomobil pospeši od 0 do 100 kilometrov (62 milj) na uro. V državah, ki ne uporabljajo metričnega sistema, se preverja pospešek od nič do 60 milj (97 kilometrov) na uro. Avtomobili z najhitrejšim pospeškom dosežejo to hitrost v približno 2,3 sekunde, kar je manj od časa, ki je potreben, da telo doseže to hitrost v prostem padu. Obstajajo celo programi za Mobilni telefoni, ki pomagajo izračunati ta čas pospeška z uporabo vgrajenih merilnikov pospeška v telefonu. Vendar je težko reči, kako točni so takšni izračuni.

Vpliv pospeševanja na ljudi

Ko se avto premika s pospeškom, potnike vleče v nasprotni smeri od gibanja in pospeševanja. Se pravi, nazaj - pri pospeševanju in naprej - pri zaviranju. Med nenadnimi ustavitvami, kot je na primer pri trčenju, so potniki tako močno zasukani naprej, da jih lahko vrže s sedežev in udarijo v oblazinjenje avtomobila ali okna. Verjetno je celo, da bodo s svojo težo razbili steklo in odleteli iz avta. Prav zaradi te nevarnosti so bili v mnogih državah sprejeti zakoni, ki zahtevajo, da so vsi novi avtomobili opremljeni z varnostnimi pasovi. Številne države so tudi predpisale, da morajo voznik, vsi otroci in vsaj sopotnik na prednjem sedežu pripeti se varnost med vožnjo.

Vesoljska plovila se med vstopom v Zemljino orbito premikajo z velikim pospeškom. Nasprotno, vrnitev na Zemljo spremlja močna upočasnitev. To astronavtom ne povzroča le nelagodja, ampak je tudi nevarno, zato pred odhodom v vesolje opravijo intenziven tečaj usposabljanja. Takšno usposabljanje pomaga astronavtom, da lažje prenašajo preobremenitve, povezane z visokim pospeškom. To usposabljanje opravijo tudi piloti hitrih letal, saj ta letala dosegajo visoke pospeške. Brez treninga močan pospešek povzroči odtok krvi iz možganov in izgubo barvnega vida, nato - bočnega, nato - vida na splošno in nato - izgubo zavesti. To je nevarno, saj piloti in astronavti v tem stanju ne morejo leteti z letalom ali vesoljskim plovilom. Do začetka preobremenitvenega treninga obvezna zahteva pri usposabljanju pilotov in astronavtov so se močne sile včasih končale z nesrečami in smrtjo pilotov. Usposabljanje pomaga preprečiti izpade električne energije in omogoča pilotom in astronavtom, da zdržijo visoke pospeške dlje časa.

Poleg spodaj opisanega centrifugiranja se astronavti in piloti naučijo posebne tehnike krčenja trebušnih mišic. V tem primeru se žile zožijo in manj krvi vstopi v spodnji del telesa. Anti-g obleke pomagajo preprečiti tudi odtok krvi iz možganov med pospeševanjem, saj so posebne blazine, vgrajene vanje, napolnjene z zrakom ali vodo in pritiskajo na trebuh in noge. Te tehnike mehansko preprečujejo odtok krvi, medtem ko trening v centrifugi pomaga človeku povečati vzdržljivost in se navaditi na visoke pospeške. Sama centrifuga je vodoravna cev s kabino na enem koncu cevi. Vrti se v vodoravni ravnini in ustvarja pogoje z velikim pospeškom. Kabina je opremljena s kardanskim vzmetenjem in se lahko vrti v različne smeri, kar zagotavlja dodatno obremenitev. Med usposabljanjem astronavti ali piloti nosijo senzorje, zdravniki pa spremljajo njihovo delovanje, na primer njihov utrip. To je potrebno za zagotovitev varnosti, poleg tega pa pomaga spremljati prilagajanje ljudi. Centrifuga lahko simulira tako pospešek v normalnih pogojih kot balistični ponovni vstop med nesrečo. Astronavti, ki trenirajo na centrifugi, pravijo, da občutijo hudo nelagodje v prsih in grlu.

Ali težko prevajate merske enote iz enega jezika v drugega? Kolegi so vam pripravljeni pomagati. Objavite vprašanje v TCTerms in v nekaj minutah boste prejeli odgovor.

Po študiju predmeta fizike so v glavah študentov vse vrste konstant in njihove vrednosti. Tema gravitacije in mehanike ni izjema. Najpogosteje ne morejo odgovoriti na vprašanje, kakšno vrednost ima gravitacijska konstanta. Toda vedno bodo nedvoumno odgovorili, da je prisoten v zakonu univerzalne gravitacije.

Iz zgodovine gravitacijske konstante

Zanimivo je, da v Newtonovem delu takšne količine ni. V fiziki se je pojavil veliko kasneje. Natančneje, šele na začetku devetnajstega stoletja. Toda to ne pomeni, da ni obstajala. Samo znanstveniki ga niso identificirali in ga niso prepoznali. točna vrednost. Mimogrede, o pomenu. Gravitacijska konstanta se nenehno izboljšuje, saj je decimalni ulomek z velika količinaštevk za decimalno vejico, pred katero je nič.

Ravno zato, ker ta vrednost prevzame take majhna vrednost, pojasnjuje dejstvo, da je delovanje gravitacijskih sil na majhnih telesih neopazno. Samo zaradi tega multiplikatorja se izkaže, da je sila privlačnosti zanemarljiva.

Prvič je fizik G. Cavendish z izkušnjami ugotovil vrednost, ki jo ima gravitacijska konstanta. In zgodilo se je leta 1788.

Pri njegovih poskusih je bila uporabljena tanka palica. Obešen je bil na tanki bakreni žici in je bil dolg približno 2 metra. Na koncih te palice sta bili pritrjeni dve enaki svinčeni krogli s premerom 5 cm, poleg njih pa so bile postavljene velike svinčene kroglice. Njihov premer je bil že 20 cm.

Ko so se velike in majhne kroglice približale, se je palica obrnila. Govorilo je o njihovi privlačnosti. Iz znanih mas in razdalj ter izmerjene sile zvijanja je bilo mogoče precej natančno ugotoviti, čemu je enaka gravitacijska konstanta.

In vse se je začelo s prostim padcem teles

Če se postavi v praznino telesa drugačna teža, potem padejo hkrati. Odvisno od padca z iste višine in njegovega začetka ob istem času. Možno je bilo izračunati pospešek, s katerim vsa telesa padejo na Zemljo. Izkazalo se je, da je približno enako 9,8 m / s 2.

Znanstveniki so ugotovili, da je sila, s katero se vse privlači na Zemljo, vedno prisotna. Poleg tega to ni odvisno od višine, na katero se telo premika. En meter, kilometer ali na stotine kilometrov. Ne glede na to, kako daleč je telo, ga bo pritegnila Zemlja. Drugo vprašanje je, kako bo njegova vrednost odvisna od razdalje?

Prav na to vprašanje je angleški fizik I. Newton našel odgovor.

Zmanjševanje sile privlačnosti teles z njihovo razdaljo

Za začetek je postavil predpostavko, da se sila teže zmanjšuje. In njegova vrednost je obratno sorazmerna s kvadratom razdalje. Poleg tega je treba to razdaljo šteti od središča planeta. In naredil nekaj teoretičnih izračunov.

Nato je ta znanstvenik uporabil podatke astronomov o gibanju naravnega satelita Zemlje - Lune. Newton je izračunal, s kakšnim pospeškom se vrti okoli planeta, in dobil enake rezultate. To je pričalo o resničnosti njegovega sklepanja in omogočilo oblikovanje zakona univerzalne gravitacije. Gravitacijska konstanta še ni bila v njegovi formuli. Na tej stopnji je bilo pomembno prepoznati odvisnost. Kar je bilo storjeno. Sila gravitacije se zmanjša obratno sorazmerno s kvadratom razdalje od središča planeta.

Za zakon univerzalne gravitacije

Newton je še naprej razmišljal. Ker Zemlja privlači Luno, jo mora pritegniti Sonce. Poleg tega mora sila takšne privlačnosti upoštevati zakon, ki ga je opisal. In potem ga je Newton razširil na vsa telesa vesolja. Zato ime zakona vključuje besedo "univerzalni".

Sile univerzalne gravitacije teles so opredeljene kot sorazmerne zmnožku mas in inverzne s kvadratom razdalje. Kasneje, ko je bil koeficient določen, je formula zakona dobila naslednjo obliko:

• F t \u003d G (m 1 * x m 2): r 2.

Vsebuje naslednje oznake:

Formula za gravitacijsko konstanto izhaja iz tega zakona:

• G \u003d (F t X r 2): (m 1 x m 2).

Vrednost gravitacijske konstante

Zdaj je čas za konkretne številke. Ker znanstveniki to vrednost nenehno izboljšujejo, v različnih let so bili uradno sprejeti različne številke. Na primer, po podatkih za leto 2008 je gravitacijska konstanta 6,6742 x 10 -11 Nˑm 2 /kg 2. Minila so tri leta - in konstanta je bila preračunana. Zdaj je gravitacijska konstanta enaka 6,6738 x 10 -11 Nˑm 2 /kg 2. Toda za šolarje je pri reševanju problemov dovoljeno zaokrožiti na takšno vrednost: 6,67 x 10 -11 Nˑm 2 /kg 2.

Kakšen je fizični pomen te številke?

Če v formulo, ki je podana za zakon univerzalne gravitacije, nadomestimo določene številke, bomo dobili zanimiv rezultat. V določenem primeru, ko so mase teles enake 1 kilogramu in se nahajajo na razdalji 1 metra, se izkaže, da je sila gravitacije enaka samemu številu, ki je znano za gravitacijsko konstanto.

Se pravi, pomen gravitacijske konstante je, da kaže, s kakšno silo se bodo takšna telesa pritegnila na razdalji enega metra. Številka kaže, kako majhna je ta sila. Konec koncev je deset milijard manj kot ena. Niti videti je ni mogoče. Tudi če telesa stokrat povečamo, se rezultat ne bo bistveno spremenil. Še vedno bo ostalo veliko manj kot enotnost. Zato postane jasno, zakaj je sila privlačnosti opazna le v tistih situacijah, če ima vsaj eno telo ogromno maso. Na primer planet ali zvezda.

Kako je gravitacijska konstanta povezana s pospeškom prostega padca?

Če primerjamo dve formuli, od katerih bo ena za gravitacijo, druga pa za zakon gravitacije Zemlje, lahko vidimo preprost vzorec. Gravitacijska konstanta, masa Zemlje in kvadrat razdalje od središča planeta sestavljajo faktor, ki je enak pospešku prostega pada. Če to zapišemo v formulo, dobimo naslednje:

• g = (G x M): r 2 .

Poleg tega uporablja naslednji zapis:

Mimogrede, gravitacijsko konstanto je mogoče najti tudi iz te formule:

• G \u003d (g x r 2): M.

Če želite vedeti pospešek prostega pada na določeni višini nad površino planeta, vam bo naslednja formula prišla prav:

• g \u003d (G x M): (r + n) 2, kjer je n višina nad zemeljsko površino.

Problemi, ki zahtevajo poznavanje gravitacijske konstante

Prva naloga

Stanje. Kolikšen je pospešek prostega padca na enem od planetov solarni sistem kot na Marsu? Znano je, da je njegova masa 6,23 10 23 kg, polmer planeta pa 3,38 10 6 m.

Odločitev. Uporabiti morate formulo, ki je bila napisana za Zemljo. Vanj samo nadomestite vrednosti, podane v nalogi. Izkazalo se je, da bo pospešek prostega pada enak zmnožku 6,67 x 10 -11 in 6,23 x 10 23, ki ga je treba nato deliti s kvadratom 3,38 10 6 . V števcu je vrednost 41,55 x 10 12. In imenovalec bo 11,42 x 10 12. Eksponenti se bodo zmanjšali, zato je za odgovor dovolj, da poiščemo količnik dveh števil.

Odgovori: 3,64 m/s 2 .

Druga naloga

Stanje. Kaj je treba storiti s telesi, da bi zmanjšali njihovo privlačnost za 100-krat?

Odločitev. Ker mase teles ni mogoče spremeniti, se bo sila zmanjšala zaradi njihove odstranitve drug od drugega. Sto dobimo z kvadriranjem 10. To pomeni, da mora razdalja med njima postati 10-krat večja.

Odgovori: 10-krat jih premaknite na razdaljo, ki je večja od prvotne.

Pred kratkim je skupina avstralskih znanstvenikov sestavila izjemno natančen gravitacijski zemljevid našega planeta. Z njeno pomočjo so raziskovalci ugotovili, v katerem kraju na Zemlji je največ velik pomen pospešek prostega pada, in v katerem - najmanjši. In kar je najbolj zanimivo, sta se obe anomaliji izkazali za popolnoma drugačni od tistih regij, kjer je bilo prej predvideno.

Vsi se iz šole spominjamo, da je velikost pospeška prostega padca (g), ki označuje silo težnosti na našem planetu, 9,81 m/s 2 . Toda malo ljudi razmišlja o dejstvu, da je ta vrednost povprečna, torej bo v resnici na vsakem določenem mestu predmet padel s hitrejšim ali počasnejšim pospeškom. Torej je že dolgo znano, da je na ekvatorju sila privlačnosti šibkejša zaradi centrifugalnih sil, ki nastanejo med vrtenjem planeta, in posledično bo vrednost g manjša. No, na polih je obratno.

Poleg tega, če pomislite na to, potem po zakonu gravitacije v bližini velikih mas sila privlačnosti (mora biti večja in obratno. Zato v tistih delih Zemlje, kjer je gostota njenih sestavin skale presega povprečje, bo vrednost g nekoliko presegla 9,81 m/s 2, kjer njihova gostota ni posebej visoka, bo manjša. Vendar pa so sredi prejšnjega stoletja znanstveniki različne države izvedli meritve gravitacijskih anomalij, tako pozitivnih kot negativnih, so ugotovili eno zanimivo stvar - pravzaprav blizu velike gore gravitacijski pospešek je podpovprečen. Toda v oceanskih globinah (zlasti na območjih jarkov) je višja.

To je razloženo z dejstvom, da je učinek privlačnosti samih gorskih verig v celoti kompenziran s pomanjkanjem mase pod njimi, saj se na območjih z visokim reliefom povsod pojavljajo kopičenja snovi sorazmerno nizke gostote. Toda oceansko dno, nasprotno, je sestavljeno iz veliko gostejših kamnin kot gore - zato je večja vrednost g. Tako lahko varno sklepamo, da v resnici zemeljska gravitacija ni enaka po vsem planetu, ker, prvič, Zemlja ni popolna krogla, in drugič, nima enotne gostote.

Dolgo časa znanstveniki so nameravali narediti gravitacijski zemljevid našega planeta, da bi videli, kje točno je vrednost pospeška prostega padca večja od povprečne vrednosti in kje manjša. Vendar je to postalo mogoče šele v tekočem stoletju - ko so bile na voljo številne meritve merilnikov pospeška satelitov Nase in Evropske vesoljske agencije - te meritve natančno odražajo gravitacijsko polje planeta v območju nekaj kilometrov. Še več, zdaj obstaja tudi možnost normalne obdelave vsega tega nepredstavljivega niza podatkov – če bi običajen računalnik za to porabil približno pet let, potem lahko superračunalnik po treh tednih dela ustvari rezultat.

Ostalo je le počakati, da se najdejo znanstveniki, ki se takšnega dela ne bi bali. In pred kratkim se je zgodilo – dr. Christian Hert z univerze Curtin (Avstralija) in njegovi sodelavci so končno uspeli združiti podatke o gravitaciji iz satelitov in topografske informacije. Posledično so dobili podroben zemljevid gravitacijske anomalije, ki vključuje več kot 3 milijarde točk z ločljivostjo približno 250 m na območju med 60° severne in 60° južne zemljepisne širine. Tako je pokrival približno 80 % zemeljskega ozemlja.

Zanimivo je to ta zemljevid odpravili tradicionalne napačne predstave, po katerih je najmanjša vrednost gravitacijskega pospeška opažena na ekvatorju (9,7803 m / s²), največja (9,8322 m / s²) pa na severnem tečaju. Hurt in njegovi sodelavci so postavili nekaj novih prvakov - tako je po njihovih raziskavah najmanjša atrakcija opažena na gori Huascaran v Peruju (9,7639 m/s²), ki se še vedno nahaja ne na ekvatorju, približno tisoč kilometrov od južno. In največja vrednost g je bila zabeležena na površini Arktičnega oceana (9,8337 m / s²) na mestu sto kilometrov od pola.

"Huascarán je bil nekoliko presenečen, ker se nahaja približno tisoč kilometrov južno od ekvatorja. Povečanje gravitacije, ko se odmikate od ekvatorja, je več kot izravnano z višino gore in lokalnimi anomalijami," pravi študija. glavni avtor dr. Hurt. Ko komentira zaključke svoje skupine, navaja naslednji primer - predstavljajte si, da na območju gore Uskaran in v Arktičnem oceanu človek pade z višine sto metrov. Torej bo na Arktiki dosegel površino našega planeta 16 moskovskega časa prej. In ko se skupina opazovalcev, ki so zabeležili ta dogodek, preseli od tam v perujske Ande, bo vsak od njih izgubil 1% svoje teže.