La forza del campo gravitazionale è un vettore: perché, come, fatti dettagliati?

L'intensità del campo gravitazionale è un meccanismo per misurare la gravità. Mostra l'entità della gravità in un luogo particolare.

L'intensità del campo gravitazionale è una quantità vettoriale composta da direzione e grandezza.

L'intensità del campo gravitazionale è un vettore? Sì, lo è, poiché la sua formula è la forza gravitazionale per unità di massa. Poiché l'intensità del campo gravitazionale è costituita dalla forza e come la forza è una grandezza vettoriale, lo rende naturalmente una quantità vettoriale.

A quantità scalare avrà solo grandezza, cioè un numero. Ad esempio – 25 metri. È sempre unidimensionale.

A quantità vettoriale avrà grandezza oltre che direzione. Ad esempio – 25 metri, nord. È multidimensionale.

Cos'è la gravità?

La gravità è espressa come la forza di attrazione tra due oggetti qualsiasi nell'universo. È la forza più debole dell'universo e non ha una portata specifica.

La forza gravitazionale è enorme quando l'oggetto è più pesante. Così, sempre l'oggetto più leggero sarà attratto verso l'oggetto più pesante. Per questo motivo, la Terra orbita attorno al sole e la luna attorno alla Terra.

Il fatto eccitante sulla gravitazione è che tutti gli oggetti in questo universo hanno il loro campo gravitazionale, inclusi gli umani!

Sì! Hai letto correttamente. Ma, poiché la gravità è la forza più debole, tutti gli altri campi gravitazionali sono trascurabili rispetto alla forza gravitazionale terrestre o, di fatto, più deboli della forza gravitazionale di qualsiasi altro pianeta.

Per confrontare il campo gravitazionale di un essere umano con quello del campo gravitazionale terrestre, facciamo un esempio. Diciamo che la persona A si trova a un metro di distanza dalla persona B, che pesa 100 kg. L'accelerazione gravitazionale della Terra sarà 1.5 miliardi di volte maggiore dell'accelerazione gravitazionale della persona B. Ecco perché la persona A non graviterà sulla persona B.

Un altro argomento critico fortemente influenzato dalla gravità è la massa e il peso. La massa è la quantità di materia disponibile in un oggetto, mentre il peso è il risultato della forza di gravità che agisce su di esso. La massa moltiplicata per gravità dà peso.

w = mxg

Dove,w = Peso
 g = intensità del campo gravitazionale o accelerazione gravitazionale
 m = massa dell'oggetto

La gravità è una delle quattro forze elementari della natura. La gravità colpisce il sistema solare o, di fatto, qualsiasi sistema nell'universo. La formazione di stelle, pianeti, asteroidi, ecc., tutto dipende dalla gravità.

Vari scienziati come Robert Hooke, Galileo Galilei, i gesuiti Grimaldi, Riccioli, Bullialdus, Borelli, ecc., hanno avanzato diverse teorie sulla gravitazione, alcune delle quali molto simili tra loro ma ancora non del tutto provate nella pratica. Filosofi greci antichi come Archimede, architetto e ingegnere romano - Vitruvio, matematici e astronomi indiani come Aryabhatta e Brahmagupta identificarono anche la gravità.

Ma poi, un bel giorno, una mela cadde su Sir Isaac Newton, e ne derivò la “Legge di Gravitazione Universale di Newton” e il mondo la seguì. Secondo la teoria di Newton, la forza gravitazionale è direttamente proporzionale al prodotto delle masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra di esse.

L'equazione della forza gravitazionale è data come:

Fa(m1m2)/R2

Per rimuovere il segno di proporzionalità, viene aggiunta una costante. In questo scenario, è la costante gravitazionale "G".

FA=SOL*(m1m2)/R2

Dove,F = Forza gravitazionale
 G = Costante Gravitazionale = 6.674 x 10 all'11 ottobre nm2.kg-2
 m1 = Massa dell'oggetto 1
m2 = Massa dell'oggetto 2
r = Distanza tra il centro degli oggetti

Per saperne di più su La gravità è una forza esterna? 

Perché la forza gravitazionale è una quantità vettoriale?

L'intensità del campo gravitazionale è una grandezza fisica secondo meccanica classica.

L'intensità del campo gravitazionale è indicata da 'g' e la sua formula è data come forza per unità di massa.

sol=FA/m

Dove,g = intensità del campo gravitazionale
 F = Forza gravitazionale
 m = massa dell'oggetto

Secondo questa formula, l'unità SI di g è N/Kg e l'intensità del campo gravitazionale terrestre è 10 N/Kg. "g" è anche indicato come il Accellerazione Gravitazionale, dato come 9.8 m/s2 per la terra.

Poiché la forza è una quantità vettoriale, la forza gravitazionale sarà una quantità vettoriale, rendendo l'intensità del campo gravitazionale una quantità vettoriale.

Albert Einstein ha anche presentato la sua teoria della gravitazione nel suo teoria generale della relatività, e ha anche sostituito la teoria di Newton. Tuttavia, viene utilizzato solo quando è richiesta un'estrema precisione o quando si ha a che fare con un potente campo gravitazionale vicino a un oggetto super-massiccio ed estremamente denso come il buco nero.

è l'intensità del campo gravitazionale un vettore?
Piegatura dello spazio-tempo
Crediti immagine: iStockphoto

La curvatura dello spazio-tempo è un concetto complicato, ma è spiegato nella teoria della relatività generale data da Albert Einstein. Qui, dobbiamo solo capire che coinvolge lo spazio tridimensionale e il tempo unidimensionale, e quindi è un flusso quadridimensionale. Quindi, a causa della gravità, c'è un cambiamento nel flusso spazio-temporale, risultante in diverse percezioni di osservazioni di un evento da luoghi o osservatori diversi.

Per saperne di più su La gravità è una forza conservativa?

Confronto dell'accelerazione gravitazionale su diversi pianeti del nostro Sistema Solare.

L'accelerazione gravitazionale è la velocità con cui il pianeta trascina un corpo. Per la Terra, il suo valore è 9.8 m / s2. Proviamo a trovare l'accelerazione dovuta alla gravitazione sui diversi pianeti presenti nel nostro sistema solare.

Si può rilevare l'accelerazione gravitazionale di qualsiasi pianeta usando la formula:

sol=solm/r2

Dove,g = accelerazione gravitazionale 
G = Costante Gravitazionale = 6.674 x 10 all'11 ottobre N.m2. kg-2 (sarà lo stesso ovunque)
 r = raggio del pianeta
 m = massa del pianeta
  • Accelerazione gravitazionale su Mercurio
Per Mercurio,g = ?
 G = 6.674 x 10 all'11 ottobre N.m2. kg-2
 r = ~2.4 x 106 m
m = 3.28 x 1023 Kg

Mettendo tutte queste informazioni nella formula, otteniamo:

CodiceCogsEqn 54

g = 3.61 SM2

  • Accelerazione gravitazionale su Venere
Per Venere,g = ?
 G = 6.674 x 10 all'11 ottobre N.m2. kg-2
r = ~6.07 x 106 m
 m = 4.86 x 1024 Kg

Mettendo tutte queste informazioni nella formula, otteniamo:

CodiceCogsEqn 57

g = 8.83 SM2

Per Marte,g = ?
 G = 6.674 x 10 all'11 ottobre N.m2. kg-2
r = ~3.38 x 106 m
 m = 6.42 x 1023 Kg

Mettendo tutte queste informazioni nella formula, otteniamo:

CodiceCogsEqn 58

g = 3.75 SM2

  • Accelerazione gravitazionale su Giove
Per Giove,g = ?
 G = 6.674 x 10 all'11 ottobre N.m2. kg-2
r = ~6.98 x 107 m
 m = 1.90 x 1027 Kg

Mettendo tutte queste informazioni nella formula, otteniamo:

CodiceCogsEqn 59

g = 26.0 SM2

  • Accelerazione gravitazionale su Saturno
Per Saturno,g = ?
 G = 6.674 x 10 all'11 ottobre N.m2. kg-2
r = ~5.82 x 107 m
 m = 5.68 x 1026 Kg

Mettendo tutte queste informazioni nella formula, otteniamo:

CodiceCogsEqn 60

g = 11.2 SM2

  • Accelerazione gravitazionale su Urano
Per Urano,g = ?
 G = 6.674 x 10 all'11 ottobre N.m2. kg-2
r = ~2.35 x 107 m
 m = 8.68 x 1025 Kg

Mettendo tutte queste informazioni nella formula, otteniamo:

CodiceCogsEqn 61

g = 10.5 SM2

  • Accelerazione gravitazionale su Nettuno
Per Nettuno,g = ?
 G = 6.674 x 10 all'11 ottobre N.m2. kg-2
r = ~ 2.27 x 107 m
 m = 1.03 x 1026 Kg

Mettendo tutte queste informazioni nella formula, otteniamo:

CodiceCogsEqn 62

g = 13.3 SM2

Costante gravitazionale contro gravità di accelerazione

Ci sono innumerevoli e notevoli differenze tra la costante gravitazionale e l'accelerazione gravitazionale. Sarebbe facile studiarli in formato tabellare.

Costante gravitazionaleGravità di accelerazione
È una costante fisica empirica.Accelerazione dovuta alla gravità su un oggetto in caduta libera (generalmente sottovuoto).
Conosciuto anche come "costante gravitazionale newtoniana" o "costante gravitazionale universale" o "costante gravitazionale di Cavendish".Conosciuto anche come "Forza del campo gravitazionale".
Indicato con "G".Indicato con "g".
Il valore della costante gravitazionale è indipendente da tutti i fattori e quindi rimane lo stesso in tutto l'universo.Il valore dell'accelerazione di gravità è diverso su diversi pianeti o su qualsiasi altro oggetto astronomico.
È costante di proporzionalità, e quindi rimarrebbe lo stesso ovunque, sia al centro di un pianeta, al di fuori di esso, vicino ai poli, nel vuoto, ecc., il valore di G rimarrà così com'è, senza alcun cambiamento .L'accelerazione gravitazionale è massima sulla superficie terrestre. L'accelerazione gravitazionale inizia a diminuire sia che ci si muova verso l'alto o verso il basso.
La costante gravitazionale è una quantità scalare.L'accelerazione gravitazionale è una grandezza vettoriale.
Il valore della costante gravitazionale non è mai zero.Il valore dell'accelerazione gravitazionale è zero al centro della terra.
Nessuna formula per G.Formula per trovare g = F/m
La relazione tra G e g può essere data come: G=gr2/m SOL =La relazione tra G e g può essere data come: g = GM/r2
SI Unità di G = N. m2 / kg2SI Unità di g = m / s2
G = 6.674 x 10 all'11 ottobre N.m2. kg-2Valore dell'accelerazione gravitazionale per la terra = g = 9.8 m / s2

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