- Care este legea gravitației universale?
- Declarația Legii Gravitației Universale
- Formula legii gravitației universale
- Exemple ale legii gravitației universale
Vă explicăm ce este Legea gravitației universale, cum sunt formula și afirmația ei. De asemenea, exemple de utilizare a formulei dvs.
Care este legea gravitației universale?
Legea gravitației universale este una dintre legifizic formulat de Isaac Newton în cartea saPhilosophiae Naturalis Principia Mathematicadin 1687. Descrie interacțiunea gravitațională dintre corpurile masive și stabilește o relație de proporționalitate a Forta gravitationala cu masa a corpurilor.
Pentru a formula această lege, Newton a dedus că forța cu care două mase se atrag reciproc este proporțională cu produsul maselor lor împărțit la distanța care le separă la pătrat. Aceste deduceri sunt rezultatul verificării empirice prin intermediul observare.
Legea presupune că, cu cât două corpuri sunt mai apropiate și mai masive, cu atât se vor atrage mai intens unul pe celălalt. Ca și alte legi newtoniene, a reprezentat un salt înainte în cunoștințe științifice a timpului.
Cu toate acestea, astăzi știm că, de la o anumită cantitate de masă, această lege își pierde valabilitatea (în cazul obiectelor supermasive), și este necesar să se lucreze cu Legea relativității generale formulată în 1915 de Albert Einstein. Legea gravitației universale este atunci o aproximare a legii lui Einstein, dar este totuși utilă pentru a înțelege majoritatea fenomenelor gravitaționale ale lumii.Sistem solar.
Declarația Legii Gravitației Universale
Declarația formală a acestei legi newtoniene susține că:
„Forța cu care se atrag două obiecte este proporțională cu produsul maselor lor și invers proporțională cu pătratul distanței care le separă.”
Aceasta înseamnă că oricare două corpuri se atrag cu o forță mai mare sau mai mică, în funcție de masa lor este mai mare sau mai mică și în funcție de distanța dintre ele.
Formula legii gravitației universale
Formula fundamentală a Legii gravitației universale este următoarea:
F = | (G. M1. M2) / r² | . r *
Unde:
- F este forța de atracție dintre două mase
- G este constanta universală a gravitației (6,673484,10-11 N.m2 / kg2)
- m1 este masa unuia dintre corpuri
- m2 este masa altuia dintre corpuri
- r distanța care le desparte.
- r * este vectorul unitar care indică direcția forței.
Dacă se calculează forțele de atracție ale fiecărui corp (forța pe care masa 1 o face pe 2 și invers), vom avea două forțe egale în modul și de sens opus. Pentru a obține această diferență de semne, este necesar să scrieți ecuația după cum urmează:
F12 = | G. m1.m2 / (r11-r2) 3 | . (r1-r2)
Unde schimbând 1 cu 2 obținem forța pentru fiecare caz. Scris în acest fel, vector (r1-r2) dă direcția corectă (semnul) pentru fiecare forță.
Exemple ale legii gravitației universale
Să rezolvăm câteva exerciții ca exemplu de aplicare a acestei formule.
- Să presupunem că o masă de 800 kg și o masă de 500 kg sunt atrase în vid, separate printr-un spațiu de 3 metri. Cum putem calcula forța de atracție pe care o experimentează?
Aplicând pur și simplu formula:
F = G. (m1.m2) / r2
Care va fi: F = (6,67 × 10-11 N.m2 / kg2). (800 kg. 500 kg) / (3m) 2
Și apoi: F = 2.964 x 10-6 N.
- Un alt exercitiu: La ce distanta trebuie sa asezam doua corpuri de masa de 1 kg, astfel incat sa se atraga cu o forta de 1 N?
Pornind de la aceeași formulă
F = G. (m1.m2) / r2
Vom curăța distanța, rămânând așa r2 = G. (m1.m2) / F
Sau ceea ce este același: r = √ (G. [m1.m2]) / F
Adică: r = √ (6,67 × 10-11 N.m2 / kg2. 1kg x 1kg) / 1N
Rezultatul este că r = 8,16 x 10-6 metri.