Vysvetlíme, čo sú gravitačné polia a ako sa meria ich intenzita. Tiež príklady gravitačného poľa.
Čo je to gravitačné pole?
Gravitačné pole alebo gravitačné pole sa nazýva súbor síl, ktoré predstavujú v fyzické, čo bežne nazývame gravitačná sila: jedna zo štyroch základných sílvesmír. Gravitačná sila je príťažlivá sila medzi masívnymi objektmi.
Podľalogika Z gravitačných polí generuje prítomnosť telesa s hmotnosťou M v priestore okolo neho pole gravitačných síl, ktoré môžu pod jeho vplyvom meniť trajektóriu masívnych objektov.
V skutočnosti, ak sa iné teleso s hmotnosťou M priblíži ku gravitačnému poľu M, všimneme si, že jeho pohyb je zmenený tým gravitačná sila. A podľa teórie relativity dokonca aj počasie Sama by bola ovplyvnená týmito silami, deformovala by ju a viedla by k vzniku singularít, akými sú čierne diery, astronomické objekty, ktorých gravitačné polia sú také silné, že ani svetlo sa im podarí utiecť.
Gravitačné polia boli dlhé roky eminentne teoretického charakteru, klasická (newtonovská) fyzika ich chápala ako vektorové pole a relativistická fyzika ako tenzorové pole druhého rádu, ale objav v roku 2016 vlny Zdá sa, že gravitačné ťahy vedcov v experimente LIGO vrhajú nové svetlo na túto záležitosť.
Intenzita gravitačného poľa
Intenzita gravitačných polí alebo, čo je to isté, zrýchlenie z gravitácia (alebo jednoducho gravitácia) je v klasickej fyzike reprezentovaná symbolom g a ako pole vektorov, teda čiar obdarených významom a adresu.
Bežne sa definuje ako sila na jednotku omša zažijete a častica stanovené v prítomnosti distribúcie hmotnosti. Zvyčajne sa vyjadruje v Newtonoch na kilogram (N / kg).
Vzorec na jeho výpočet by teda bol:
g = lim m → 0 F / m, kde m by bola skúšobná hmotnosť a F gravitačná sila, ktorá na ňu pôsobí.
Gravitačný potenciál
Gravitačný potenciál gravitačného poľa je v newtonovskej mechanike skalárna veličina, ktorá sa meria v jouloch na kilogram (J / kg) a je definovaná ako množstvoprácu na jednotku hmotnosti potrebnej na prepravu telesa konštantnou rýchlosťou z nekonečna do určitého bodu v príslušnom gravitačnom poli.
Gravitačný potenciál sa vypočíta na základe nasledujúceho vzorca:
V = - GM / r, kde V je gravitačný potenciál, G je univerzálna gravitačná konštanta a r je vzdialenosť od bodu, v ktorom chceme vypočítať potenciál, k polohe hmoty M.
Príklady gravitačného poľa
Dokonalým príkladom gravitačného poľa je pole Slnečná sústava, v ktorom planéty obiehajú okolo Slnka, priťahované gravitačnými silami ich hmoty.
Ďalším príkladom je gravitačné pole Zeme, ktoré generuje planéta Zem okolo a ktoré môžeme oceniť vždy, keď doň pustíme nejaký predmet. ja zvyčajne. Hmotnosť Zeme je približne 5974 x 1024 kg, čo okolo nej vytvára pozoruhodné gravitačné pole.
Je známe, že gravitácia Zeme je väčšia alebo menšia ako 9,8 N / kg, to znamená zrýchlenie 9,8 m / s v smere do stredu Zeme. Táto hodnota sa môže mierne líšiť v závislosti od geografickej polohy, ale za predpokladu, že je konštantná na celom povrchu Zeme, je veľmi dobrá aproximácia.
Okrem toho bude gravitačné pole intenzívnejšie v blízkosti zemského povrchu ako vo vonkajších vrstvách Zeme. atmosféru.