La llei de la gravitació universal de Newton s'utilitza per explicar la força gravitatòria. La força gravitatòria és un tipus de força sense contacte, la força gravitatòria és una força a la natura que sempre és atractiva i conservadora. La força gravitatòria es defineix com la força d'atracció experimentada per dos o més objectes en contacte. La força gravitatòria està determinada per la fórmula obtinguda a partir de la Llei Universal d'Atracció de Newton, coneguda com la fórmula de la força gravitatòria. El nostre entorn està envoltat de gravetat. Determina quant pesem i fins a quin punt rebotarà una pilota de bàsquet abans de tocar el terra quan la llencem. La força que la Terra t'aplica és igual a la força gravitatòria a la Terra. La força gravitatòria és igual al vostre pes mentre esteu en repòs a la superfície de la Terra o a prop. A més, es requereix la presència d'un camp gravitatori en la transferència de calor per convecció natural.
Taula de contingut
- Què és la força gravitatòria?
- Llei de la gravitació de Newton
- Fórmula de la força gravitatòria
- Unitat de Força Gravitatòria
- Propietats de la força gravitatòria
- Exemples de força gravitatòria
- Diferència entre la gravetat i la força gravitatòria
Exemple de força gravitatòria
Què és la força gravitatòria?
Gravitacional o gravetat és una força que atrau dos cossos qualsevol de l'univers, tinguin o no massa iguals. La llei de la gravitació de Newton afirma que tots els objectes, inclòs un mateix, s'atrauen els uns als altres. La unitat de la força gravitatòria és els Newtons, denotats com N.
L'estudi de la gravitació s'ha beneficiat molt de les contribucions de molts científics coneguts. A principis del segle XVII, l'astrònom italià Galileo Galilei va descobrir que tots els objectes s'acceleren uniformement cap al centre de la Terra. En el seu estudi innovador de 1687, el matemàtic anglès Isaac Newton va fer el primer descobriment de les lleis gravitacionals.
La gravitació es considera una força fonamental ja que la seva influència sobre qualsevol objecte es pot observar fàcilment. Així, la força gravitatòria actua sobre tots els objectes que tenen massa. Per tant, la força gravitatòria és una força fonamental. Com que no hi ha contacte entre els objectes, la força gravitatòria és sense contacte. Com que està enfocat al centre de l'òrbita en què es mou l'objecte, és centrípeta. S'encarrega de mantenir l'òrbita del cos. Un estiró que es dirigeix lluny del centre és experimentat pel cos giratori. La força centrífuga és la que provoca aquest estirar. De totes les forces bàsiques, la força gravitatòria és la més feble.
Llegim més sobre - Acceleració deguda a la gravetat
Llei de la gravitació de Newton
Fórmula gravitacional de Newton
Llei de la gravitació de Newton o la Llei de la Gravitació Universal de Newton (o Lleis Universals de la Gravitació) és la Llei que condueix a un estudi posterior de la Gravitació i afirma que tots els objectes de l'univers que tinguin alguna massa sempre s'atrauen amb una força d'atracció. Aquesta força d'atracció s'anomena Força Gravitatòria (F), que és,
- Directament proporcional al producte de les masses (m1i m2) dels dos objectes en contacte amb un altre, i
- Inversament proporcional al quadrat de la distància (r) entre els seus centres.
L'expressió o la relació de la llei esmentada anteriorment ve donada per la fórmula de la força gravitatòria, que es discuteix a continuació:
Fórmula de la força gravitatòria
La llei de la gravitació dóna la força gravitatòria (F) entre dos cossos de masses (m1i m2) a una distància r, a part dels seus centres, es dóna com:
F ∝ m 1 m 2
F ∝ 1/r 2
Ara, combinant les dues relacions anteriors com,
F ∝ m 1 m 2 / r 2
F = Gm 1 m 2 / r 2
on G és la constant de proporcionalitat coneguda com Constant gravitatòria (= 6.67 ×10−11N⋅ m2/kg2).
Unitat de Força Gravitatòria
- La unitat SI de la força gravitatòria és Newton (N).
- La fórmula dimensional de la força gravitatòria és [M1L1T-2].
Propietats de la força gravitatòria
Aquí hi ha algunes característiques importants de la força gravitatòria,
- Les forces gravitatòries són sempre atractives i les més febles de totes les forces fonamentals.
- És un tipus de Força sense Contacte, ja que no requereix cap contacte físic o tacte per ser experimentat per un sistema d'objectes.
- La força gravitatòria és una força de llarg abast i no requereix cap mitjà.
- El valor de la força gravitatòria a la superfície de la Terra és constant.
Llegeix també: Forces de contacte i sense contacte
Descàrrega turbo c++
Exemples de força gravitatòria
Alguns exemples de la vida quotidiana de la força gravitatòria es poden discutir com,
Força gravitatòria de la Terra
Cada objecte està subjecte a l'atracció gravitatòria de la Terra, un fenomen conegut com a gravetat. No podem flotar lliurement a l'aire a causa de la gravetat, que ens manté a terra. La força que la Terra i tots dos apliquem al planeta és igual. La Terra, però, no es veu afectada per la seva immensa mida. Si es deixa anar un objecte penjat, caurà naturalment en direcció al centre de la Terra.
Força gravitatòria entre la Terra i la Lluna
A causa de l'atracció gravitatòria de la Terra i la Lluna, la Lluna gira al voltant de la Terra. Per calcular aquesta força, posem les seves masses i la separació entre els seus dos centres a la fórmula de la força gravitatòria. Aleshores, es va trobar que la força gravitatòria entre la terra i la lluna era de 2 × 1020N.
Força gravitatòria del Sol
A causa de la seva massa massiva, el Sol exerceix una força gravitatòria el rang de la qual és extremadament ampli. Aquesta força d'atracció fa que tots els planetes orbitin al voltant del Sol en forma el·líptica. La fórmula de la força gravitatòria es pot utilitzar per determinar la força gravitatòria que actua a la Terra des del Sol i es va trobar que era de 3,5 × 10.22N.
Força gravitatòria del sol
Diferència entre la gravetat i la força gravitatòria
Gravitació vs Gravetat
Anem a discutir les diferències clau entre la gravetat i la força gravitatòria en detall, tal com s'esmenta a la taula següent:
Gravetat i força gravitatòria el director Karan Johar | |
|---|---|
Gravetat | Força gravitatòria |
| La gravetat és sempre de tipus atractiu de força. | Mentre que la força gravitatòria pot ser atractiva així com el tipus de força repulsiva del centre. |
| Això no és una Força Universal. | Aquesta és una Força Universal. |
| La gravetat s'experimenta al llarg de la línia que uneix el centre de la terra i el centre del cos. | Aquesta força es pot experimentar al llarg de la direcció radial des de les masses. |
Llegeix més,
- Diferència entre la força gravitatòria i la gravetat
- Llei del moviment planetari de Kepler
- Factors que afecten l'acceleració per gravetat
Exemples de força gravitatòria
Exemple 1: Trobeu la força d'atracció gravitatòria entre dos elefants, un de massa 1000 kg i l'altre de massa 800 kg, si la distància entre ells és de 5 m.
Solució:
Donat: m1= 1000 kg, m2= 800 kg, r = 5 m
La fórmula de la força gravitatòria es dóna com: Fg=
frac{Gm_1m_2}{r^2} Aquí, G = 6,67 × 10−11N⋅ m2/kg2
Substituint els valors de la fórmula, tenim:
Fg=
frac{6.67 ×10^{−11}N⋅ m^2/kg^2)(1000 kg)(800 kg)}{5^2} F g = 2.1 × 10 -6 N
Exemple 2: Trobeu la força d'atracció gravitatòria entre un home de 50 kg de massa i un autobús de 1500 kg de massa, si la distància entre ells és de 10 m.
Solució:
Donat: m1= 50 kg, m2= 1500 kg, r = 10 m
La fórmula de la força gravitatòria es dóna com: Fg=
frac{Gm_1m_2}{r^2} Aquí, G = 6,67 × 10−11N⋅ m2/kg2
Substituint els valors de la fórmula, tenim:
Fg=
frac{6.67 ×10^{−11}N⋅ m^2/kg^2)(50 kg)(1500 kg)}{10^2} F g = 5.0025 × 10 -8 N
Exemple 3: Suposem que la força gravitatòria entre dos cossos a una distància determinada és de 4 N. Troba la força d'atracció si es duplica la distància entre ells.
Solució:
tecles modificadores
La llei de la gravitació de Newton diu que la força gravitatòria entre dos objectes puntuals és directament proporcional al producte de les seves masses i inversament proporcional al quadrat de la distància entre ells.
Fg=
frac{Gm_1m_2}{r^2} L'equació mostra que, per a masses donades, si r es substitueix per 2r, la força es converteix en 1/4 de força original. Per tant, la força d'atracció es convertirà en 4/4 = 1 N.
Exemple 4: La massa de la Terra és 6 × 10 24 kg. La distància entre la Terra i el Sol és 1,5 × 10 11 m. Si la força gravitatòria entre tots dos és de 3,5 × 10 22 N, quina és la massa del Sol?
Solució:
Donat: mÉs= 6 × 1024kg, r = 1,5 × 1011m i F = 3,5 × 1022N
La fórmula de la força gravitatòria es dóna com: Fg=
frac{Gm_1m_2}{r^2} .⇒ 3.5 × 1022N =
frac{6.67×10^{-11}×6×10^{24}×m_{sun}}{(1.5×10^{11})^2} ⇒ Massa del sol =
frac{3.5×10^{22}×2.25×10^{22}}{40.02×10^{13}} = 1.967 × 10 30 kg
Preguntes freqüents sobre la força gravitatòria
Q1: Definiu la força gravitatòria.
La força gravitatòria és una força que atrau dos objectes qualsevol de l'univers, tinguin o no la mateixa massa. A més, la Llei Universal de Gravitació de Newton afirma que tot, inclòs tu, atrau tots els altres objectes de l'univers.
P2: Què és la força gravitatòria entre dos objectes?
La força gravitatòria entre els dos objectes de masses m1i m2a una distància r entre si es pot calcular utilitzant la fórmula esmentada a continuació:
F = Gm 1 m 2 / r 2
P3: Qui va descobrir la força gravitatòria?
El matemàtic anglès Isaac Newton va fer el primer descobriment de les lleis i forces gravitatòries.
P4: Quines són les dues propietats de la força gravitatòria?
Les propietats importants de les forces gravitatòries són les següents:
- Les forces gravitatòries són sempre atractives i les més febles de totes les forces fonamentals.
- És un tipus de Força sense Contacte, ja que no requereix cap contacte físic o tacte per ser experimentat per un sistema d'objectes.
P5: Quina és la magnitud de la força gravitatòria?
La magnitud de la força gravitatòria entre la Terra i un objecte d'1 kg és de 9,8 N.
P6: Quin és el rang de la força gravitatòria?
El rang de la força gravitatòria és infinit.