Εξηγούμε τι είναι τα βαρυτικά πεδία και πώς μετράται η έντασή τους. Επίσης, παραδείγματα βαρυτικού πεδίου.
Τι είναι ένα βαρυτικό πεδίο;
Το βαρυτικό πεδίο ή βαρυτικό πεδίο ονομάζεται το σύνολο των δυνάμεων που αντιπροσωπεύει, σε φυσικός, αυτό που κοινώς ονομάζουμε δύναμη της βαρύτητας: μία από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις τουσύμπαν. Η βαρυτική δύναμη είναι μια ελκτική δύναμη μεταξύ μεγάλων αντικειμένων.
Σύμφωνα μελογική Από τα βαρυτικά πεδία, η παρουσία ενός σώματος μάζας Μ δημιουργεί στον χώρο γύρω του ένα πεδίο βαρυτικών δυνάμεων που μπορούν να αλλάξουν την τροχιά μεγάλων αντικειμένων υπό την επιρροή του.
Στην πραγματικότητα, αν ένα άλλο σώμα μάζας Μ πλησιάσει το βαρυτικό πεδίο του Μ, θα παρατηρήσουμε ότι αυτό κίνηση αλλοιώνεται από το δύναμη της βαρύτητας. Και, σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας, ακόμη και η καιρός Η ίδια θα επηρεαζόταν από αυτές τις δυνάμεις, παραμορφώνοντάς την και προκαλώντας μοναδικότητες όπως οι μαύρες τρύπες, τα αστρονομικά αντικείμενα των οποίων τα βαρυτικά πεδία είναι τόσο ισχυρά που δεν φως καταφέρνει να ξεφύγει από αυτούς.
Τα βαρυτικά πεδία ήταν για πολλά χρόνια εξαιρετικά θεωρητικής φύσης, κατανοητά από την κλασική (νευτώνεια) φυσική ως διανυσματικό πεδίο και από τη σχετικιστική φυσική ως τανυστικό πεδίο δεύτερης τάξης, αλλά η ανακάλυψη το 2016 κυματιστά Οι βαρυτικές έλξεις από τους επιστήμονες στο πείραμα LIGO φαίνεται να ρίχνουν νέο φως σε αυτό το θέμα.
Ένταση βαρυτικού πεδίου
Η ένταση των βαρυτικών πεδίων ή, το ίδιο, η επιτάχυνση απο βαρύτητα (ή απλά η βαρύτητα) αντιπροσωπεύεται στην κλασική φυσική με το σύμβολο σολ και ως πεδίο διανυσμάτων, δηλαδή γραμμών προικισμένων με νόημα και διεύθυνση.
Συνήθως ορίζεται ως η δύναμη ανά μονάδα του μάζα θα βιώσεις α σωματίδιο προσδιορίζεται παρουσία κατανομής μάζας. Συνήθως εκφράζεται σε Newton ανά χιλιόγραμμο (N / kg).
Ο τύπος για τον υπολογισμό του, λοιπόν, θα ήταν:
g = lim m → 0 F / m, όπου m θα ήταν μια δοκιμαστική μάζα και F η βαρυτική δύναμη που ασκεί πάνω της.
Βαρυτικό δυναμικό
Το βαρυτικό δυναμικό ενός βαρυτικού πεδίου είναι, στη Νευτώνεια μηχανική, μια κλιμακωτή ποσότητα που μετριέται σε joules ανά χιλιόγραμμο (J / kg) και ορίζεται ως η ποσότηταδουλειά ανά μονάδα μάζας που απαιτείται για τη μεταφορά ενός σώματος με σταθερή ταχύτητα από το άπειρο σε ένα ορισμένο σημείο στο εν λόγω βαρυτικό πεδίο.
Το βαρυτικό δυναμικό υπολογίζεται με βάση τον ακόλουθο τύπο:
V = - GM / r, όπου V είναι το βαρυτικό δυναμικό, G είναι η καθολική βαρυτική σταθερά και r είναι η απόσταση από το σημείο όπου θέλουμε να υπολογίσουμε το δυναμικό έως τη θέση της μάζας M.
Παραδείγματα βαρυτικού πεδίου
Ένα τέλειο παράδειγμα βαρυτικού πεδίου είναι αυτό του Ηλιακό σύστημα, στην οποία οι πλανήτες περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο, έλκονται από τις βαρυτικές δυνάμεις της μάζας τους.
Ένα άλλο παράδειγμα είναι το βαρυτικό πεδίο της Γης, αυτό που δημιουργείται από τον πλανήτη Γη γύρω του και το οποίο μπορούμε να εκτιμήσουμε κάθε φορά που ρίχνουμε ένα αντικείμενο μέσα του. συνηθως. Η μάζα της Γης είναι περίπου 5974 x 1024 kg, γεγονός που δημιουργεί ένα αξιοσημείωτο βαρυτικό πεδίο γύρω της.
Είναι γνωστό ότι η βαρύτητα της Γης είναι περισσότερο ή μικρότερη από 9,8 N / kg, δηλαδή μια επιτάχυνση 9,8 m / s προς την κατεύθυνση του κέντρου της Γης. Αυτή η τιμή μπορεί να διαφέρει ελαφρώς ανάλογα με τη γεωγραφική θέση, αλλά η παραδοχή ότι είναι σταθερή σε ολόκληρη την επιφάνεια της Γης είναι μια πολύ καλή προσέγγιση.
Επιπλέον, το βαρυτικό πεδίο θα είναι πιο έντονο κοντά στην επιφάνεια της Γης, παρά στα εξωτερικά στρώματα της Γης. ατμόσφαιρα.