Kaj pomeni g v fiziki? Zakon gravitacije, pospešek prostega padca in telesna teža

2024 Avtor: Angel Austin | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-02 17:55

Da bi bilo priročno delo z različnimi količinami v fiziki, se uporablja njihov standardni zapis. Zahvaljujoč njim si lahko vsak zlahka zapomni številne pomembne formule za določene procese. V tem članku bomo obravnavali vprašanje, kaj g. pomeni v fiziki

Fenomen gravitacije

Če želite razumeti, kaj pomeni g v fiziki (ta tema je obravnavana v 7. razredu srednjih šol), se morate seznaniti s pojavom gravitacije. Konec 17. stoletja je Isaac Newton objavil svoje znamenito znanstveno delo, v katerem je oblikoval osnovne principe mehanike. V tem delu je posebno mesto izpostavil tako imenovanemu zakonu univerzalne gravitacije. Po njegovem mnenju se vsa telesa, ki imajo končno maso, privlačijo med seboj, ne glede na razdaljo med njimi. Privlačna sila med telesi z maso m₁, m_{2 se izračuna po naslednji formuli:}

F=Gm₁m₂/r^2.

Tukaj G - univerzalna gravitacijska konstanta, r -razdalja med masnimi središči teles v prostoru. Sila F se imenuje gravitacijska interakcija, ki se tako kot Coulombova sila zmanjšuje s kvadratom razdalje, vendar je za razliko od Coulombove sile gravitacija le privlačna.

pospešek prostega padca

Naslov tega odstavka članka je odgovor na vprašanje, kaj pomeni črka g v fiziki. Uporablja se zato, ker je latinska beseda za "gravitacijo" gravitas. Zdaj je treba razumeti, kaj je pospešek prostega padca. Če želite to narediti, razmislite, kakšna sila deluje na vsako telo, ki se nahaja blizu površine Zemlje. Naj ima telo maso m, potem dobimo:

F=Gm M /R²=mg, kjer je g=GM/R^2.

Tukaj sta M, R masa in polmer našega planeta. Upoštevajte, da tudi če je telo na določeni višini h nad površino, je ta višina veliko manjša od R, zato jo lahko v formuli prezremo. Izračunajte vrednost g:

g=GM/R²=6, 6710^-115, 97210 24^/(6371000)2^{=9,81 m/c}2^.

Kaj pomeni g v fiziki? Pospešek g je vrednost, za katero se poveča hitrost absolutno katerega koli telesa, ki prosto pade na površino Zemlje. Iz izračunov sledi, da je povečanje hitrosti za vsako sekundo padca 9,81 m/s (35,3 km/h).

Upoštevajte, da vrednost g ni odvisna od telesne mase. Pravzaprav se vidi, da gostejša telesa manj padajo hitrejegosto. To se zgodi, ker nanje vplivajo različne sile zračnega upora in ne različne sile gravitacije.

Zgornja formula vam omogoča, da določite g ne samo za našo Zemljo, ampak tudi za kateri koli drug planet. Na primer, če vanj nadomestimo maso in polmer Marsa, dobimo vrednost 3,7 m/s2, kar je skoraj 2,7-krat manj kot pri Zemlji.

Telesna teža in pospešek g

Zgoraj smo pogledali, kaj pomeni g v fiziki, izkazalo se je tudi, da je to pospešek, s katerim vsa telesa padajo v zrak, g pa je tudi koeficient pri izračunu gravitacije.

Sedaj razmislite o situaciji, ko telo miruje, na primer kozarec je na mizi. Nanjo delujeta dve sili - gravitacija in podporne reakcije. Prvi je povezan z gravitacijo in je usmerjen navzdol, drugi je zaradi elastičnosti materiala mize in je usmerjen navzgor. Kozarec ne leti navzgor in ne pade skozi mizo samo zato, ker se obe sili uravnotežita. V tem primeru se sila, s katero telo (steklo) pritisne na oporo (mizo), imenuje teža telesa. Očitno bo izraz za to imel obliko:

P=mg.

Telesna teža je spremenljiva vrednost. Zgoraj napisana formula velja za stanje mirovanja ali enakomernega gibanja. Če se telo giblje pospešeno, se lahko njegova teža poveča in zmanjša. Na primer, teža astronavtov, ki jih booster izstreli v nizko zemeljsko orbito, se med izstrelitvijo večkrat poveča.