Newtons lag om universell gravitation används för att förklara gravitationskraften. Gravitationskraft är en typ av icke-kontaktkraft, gravitationskraften är en kraft i naturen som alltid är attraktiv och konservativ. Gravitationskraft definieras som den attraktionskraft som upplevs av två eller flera föremål i kontakt. Gravitationskraften bestäms av formeln som erhålls från Newtons Universal Law of Attraction, känd som Gravitationskraftsformeln. Vår miljö är omgiven av gravitation. Det avgör hur mycket vi väger och hur långt en basketboll kommer att studsa innan den slår i marken när den kastas. Den kraft jorden applicerar på dig är lika med gravitationskraften på jorden. Gravitationskraften är lika med din vikt när du vilar på eller nära jordens yta. Dessutom krävs närvaron av ett gravitationsfält i värmeöverföringen genom naturlig konvektion.

Innehållsförteckning

• Vad är gravitationskraft?
• Newtons gravitationslag
• Gravitationskraftsformel
• Enhet för gravitationskraft
• Gravitationskraftens egenskaper
• Gravitationskraftsexempel
• Skillnaden mellan gravitation och gravitationskraft

Gravitationskraft Exempel

Vad är gravitationskraft?

Gravitation eller allvar är en kraft som attraherar två kroppar i universum, oavsett om de har lika stora massor eller inte. Newtons gravitationslag hävdar att alla föremål, inklusive en själv, attraherar varandra. Enheten för gravitationskraften är Newton, betecknad som N.

Studier av gravitation har gynnats mycket av bidragen från många välkända forskare. Tidigt på 1600-talet upptäckte den italienske astronomen Galileo Galilei att alla föremål accelererar jämnt mot jordens centrum. I sin banbrytande studie från 1687 gjorde den engelske matematikern Isaac Newton den första upptäckten av gravitationslagar.

Gravitation anses vara en grundläggande kraft eftersom dess inflytande på alla föremål lätt kan observeras. Således verkar gravitationskraften på varje föremål som har massa. Så gravitationskraften är en grundläggande kraft. Eftersom det inte finns någon beröring mellan föremålen är gravitationskraften icke-kontakt. Eftersom det är fokuserat på mitten av den omloppsbana där objektet rör sig, är det centripetal. Den är ansvarig för att hålla kroppens omloppsbana. En bogserbåt som riktas bort från centrum upplevs av den roterande kroppen. Det är centrifugalkraften som orsakar denna dragning. Av alla grundkrafter är gravitationskraften den svagaste.

Låt oss läsa mer om - Acceleration på grund av gravitation

Newtons gravitationslag

Newtons gravitationsformel

Newtons gravitationslag eller Newtons lag om universell gravitation (eller universella gravitationslagar) är lagen som leder till fortsatta studier av gravitation och säger att alla objekt i universum som har några massor alltid attraherar varandra med en attraktionskraft. Denna attraktionskraft kallas gravitationskraften (F) vilket är,

• Direkt proportionell mot produkten av massorna (m₁och M₂) av de två objekten i kontakt med andra, och
• Omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet (r) mellan deras centra.

Uttrycket eller relationen för den ovan angivna lagen ges av gravitationskraftsformeln, diskuterad nedan:

Gravitationskraftsformel

Gravitationslagen ger gravitationskraften (F) mellan två kroppar av massor (m₁och M₂) på ett avstånd r, bortsett från deras centra, ges som:

F ∝ m ₁ m ₂

F ∝ 1/r ²

Nu, genom att kombinera ovanstående två relationer som,

F ∝ m ₁ m ₂ /r ²

F = Gm ₁ m ₂ /r ²

där G är proportionalitetskonstanten känd som Gravitationskonstant (= 6,67 × 10⁻¹¹N⋅ m²/kg²).

Enhet för gravitationskraft

• SI-enheten för gravitationskraften är Newton (N).
• Dimensionell formel för gravitationskraft är [M¹L¹T^-2].

Gravitationskraftens egenskaper

Här är några viktiga karaktäristiska egenskaper hos gravitationskraften,

• Gravitationskrafter är alltid attraktiva och de svagaste av alla grundläggande krafter.
• Det är en typ av icke-kontakt kraft, eftersom det inte kräver någon fysisk kontakt eller beröring för att upplevas av ett system av objekt.
• Gravitationskraften är en långdistanskraft och kräver inget medium.
• Gravitationskraftvärdet på jordens yta är konstant.

Läs också: Kontakt- och icke-kontaktstyrkor

Gravitationskraftsexempel

Några exempel på vardagsliv på gravitationskraft kan diskuteras som,

Jordens gravitationskraft

Varje föremål är föremål för jordens gravitationskraft, ett fenomen som kallas gravitation. Vi kan inte sväva fritt i luften på grund av gravitationen, som håller oss på marken. Den kraft som jorden och vi båda applicerar på planeten är lika. Jorden förblir dock opåverkad på grund av dess enorma storlek. Om ett hängt föremål släpps kommer det att falla naturligt i riktning mot jordens centrum.

Gravitationskraften mellan jorden och månen

På grund av jordens och månens gravitationskraft kretsar månen runt jorden. För att beräkna denna kraft lägger vi in ​​deras massor och separationen mellan deras två centra i gravitationskraftsformeln. Sedan visade sig gravitationskraften mellan jorden och månen vara 2 × 10^tjugoN.

Solens gravitationskraft

På grund av sin massiva massa utövar solen en gravitationskraft vars räckvidd är extremt brett. Denna attraktionskraft gör att alla planeter kretsar runt solen i en elliptisk form. Gravitationskraftsformeln kan användas för att bestämma gravitationskraften som verkar på jorden från solen och visade sig vara 3,5 × 10²²N.

Solens gravitationskraft

Skillnaden mellan gravitation och gravitationskraft

Gravitation vs Gravity

Låt oss diskutera de viktigaste skillnaderna mellan gravitation och gravitationskraft i detalj som nämns i tabellen nedan:

Läs mer,

• Skillnaden mellan gravitationskraft och gravitation
• Keplers lag om planetrörelse
• Faktorer som påverkar acceleration på grund av gravitation

Exempel på gravitationskraft

Exempel 1: Hitta gravitationskraften för attraktion mellan två elefanter, en med vikten 1000 kg och den andra med vikten 800 kg, om avståndet mellan dem är 5 m.

Lösning:

Givet: m₁= 1000 kg, m₂= 800 kg, r = 5 m

Formeln för gravitationskraften ges som: F_g=frac{Gm_1m_2}{r^2}

Här är G = 6,67 × 10⁻¹¹N⋅ m²/kg²

Genom att ersätta värdena i formeln har vi:

F_g=frac{6.67 ×10^{−11}N⋅ m^2/kg^2)(1000 kg)(800 kg)}{5^2}

F _g = 2,1 × 10 ^-6 N

js-ersättning

Exempel 2: Ta reda på gravitationskraften för attraktion mellan en man med vikten 50 kg och en buss med vikten 1500 kg, om avståndet mellan dem är 10 m.

Lösning:

Givet: m₁= 50 kg, m₂= 1500 kg, r = 10 m

Formeln för gravitationskraften ges som: F_g=frac{Gm_1m_2}{r^2}

Här är G = 6,67 × 10⁻¹¹N⋅ m²/kg²

Genom att ersätta värdena i formeln har vi:

F_g=frac{6.67 ×10^{−11}N⋅ m^2/kg^2)(50 kg)(1500 kg)}{10^2}

F _g = 5,0025 × 10 ^-8 N

Exempel 3: Antag att gravitationskraften mellan två kroppar på ett visst avstånd är 4 N. Hitta attraktionskraften om avståndet mellan dem fördubblas.

Lösning:

Newtons gravitationslag säger att gravitationskraften mellan två punktliknande föremål är direkt proportionell mot produkten av deras massor och omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet mellan dem.

F_g=frac{Gm_1m_2}{r^2}

Ekvationen visar att, för givna massor, om r ersätts med 2r, blir kraften 1/4 av den ursprungliga kraften. Därför blir attraktionskraften 4/4 = 1 N.

Exempel 4: Jordens massa är 6 × 10 ²⁴ kg. Avståndet mellan jorden och solen är 1,5 × 10 ^elva m. Om gravitationskraften mellan de två är 3,5 × 10 ²² N, vad är solens massa?

Lösning:

Givet: m_{Det är}= 6 × 10²⁴kg, r = 1,5 × 10^elvam och F = 3,5 × 10²²N

Formel för gravitationskraft ges som: F_g=frac{Gm_1m_2}{r^2} .

⇒ 3,5 × 10²²N =frac{6.67×10^{-11}×6×10^{24}×m_{sun}}{(1.5×10^{11})^2}

⇒ Solmassa =frac{3.5×10^{22}×2.25×10^{22}}{40.02×10^{13}}

= 1,967 × 10 ³⁰ kg

Vanliga frågor om gravitationskraft

F1: Definiera gravitationskraften.

Gravitationskraften är en kraft som attraherar två objekt i universum, oavsett om de har lika stora massor eller inte. Dessutom säger Newtons universella gravitationslag att allt, inklusive du, drar alla andra föremål i universum.

F2: Vad är gravitationskraften mellan två objekt?

Gravitationskraften mellan de två föremålen med massor m₁och M₂på ett avstånd r från varandra kan beräknas med hjälp av formeln nedan:

F = Gm ₁ m ₂ /r ²

F3: Vem upptäckte gravitationskraften?

Den engelske matematikern Isaac Newton gjorde den första upptäckten av gravitationslagar och krafter.

F4: Vilka är två egenskaper hos gravitationskraften?

Följande är de viktiga egenskaperna hos gravitationskrafter:

• Gravitationskrafter är alltid attraktiva och de svagaste av alla grundläggande krafter.
• Det är en typ av icke-kontakt kraft, eftersom det inte kräver någon fysisk kontakt eller beröring för att upplevas av ett system av objekt.

F5: Hur stor är gravitationskraften?

Storleken på tyngdkraften mellan jorden och ett 1 kg föremål är 9,8 N.

F6: Vad är gravitationskraftens omfång?

Omfånget för gravitationskraften är oändligt.