物理学において重力場とは、ある巨大な物体が周囲の空間に及ぼす影響であり、別の巨大な物体に力を発生させる。 つまり、重力場は重力現象を説明するのに役立ち、1キログラムあたりのニュートン(N/kg)で測られる。 アイザック・ニュートンは重力とその力を発見した。 重力場は地表でわずかに変化する。 重力場の公式を詳しく勉強してみましょう。
重力場とは
その点にある小さな試験質量に働くであろう単位質量あたりの重力を重力場と定義します。 これはベクトル場であり、小さな試験質量がその地点で感じるであろう力の方向を指しています。 質量Mの点状粒子を考えると、Mからの距離rで、結果的にgという項で示される重力場の強さの大きさは、次式で与えられます。
Chethet(g= \frac{GM}{r^{2}})
ニュートンの重力の法則では、真空中で距離r離れた二つの点質量M、m間の重力は、引力で、それらの中心を結ぶ線に沿って作用し、質量に比例、それらの距離の二乗に反比例すると述べています。 これは、
font>式(Falpha \frac{Mm}{r^{2}})
SIシステムでは、比例定数は重力定数Gであり、その値は(6.)である。67㎟ 10^{-11}Nm^{2} kg^{-2})なので、
F= \frac{GMm}{r^{2}})
重力場𝑔で、質量mに働く重力または重さは次式のように表されます。 𝐹 = m𝑔となる。 地球表面では、𝑔は、 \frac{GM}{R^{2}_{E}}= 9.81 ms^{-2}} の大きさであり、ここで、 \(R_{E}}} は地球の半径。
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重力場の公式:
地球の近くでは、重力による加速度は地球の中心からの物体の距離に依存します。 重力場の公式は非常に便利である。 これを使うと、地球の周りの任意の位置での重力による加速度を意味する場の強さを求めることができる。 地球の半径は(R_{E}= 6.38 ㎤ 10^{6}m )なので、式中のrは(一般的には)この半径より大きい値になります。 重力場の強さは1kgあたりのニュートン数で表される。
Cache(\left ( \frac{N}{kg} )\right )、または加速度と同じ単位で言うと \(\frac{m}{s^{2}})
Cache(gleft ( r \right )=Cachefrac{Gm_{g}}{r^{2}})
g(r) =地球の重力場の強さです。 \G = 重力定数()
゙ m_{E} = 地球の質量 ゙ ( 5.98times 10^{24} right ) kg)
r = 地球中心からの距離(m)
二つの物体の間の重力は、少なくとも一つの物体が非常に重い場合にのみその運動に影響を及ぼします。 地球は約6×1024kgの質量を持っている。
重力場の公式の応用
重力場の計算は、航空宇宙分野で多くの用途がある。 宇宙空間で人工衛星を位置決めするために使用されています。
Solved Examples for Gravitational Field Formula
Q.1. 地球表面での重力場の強さは何倍ですか?
Ans- 地球表面の重力場の強さは。
Gm_{G}{r^{2}}= \frac{Gm_{E}}{left ( R_{E} \right )^{2}})
= \(gleft ( R_{E} ) = \frac{Gm_{E}}{left ( R_{E} \right )^{2}}) {4048}
= \frac{Thesis (6. 6.67 \times 10^{-11} N.\frac{m^{2}}{kg^{2}} \left ( 5.98times 10^{24}kg \right )}{ \left ( 6.98times 10^{24}kg )}= \times 10^{11} N.N.38 \times 10^{6}m \right )^{2}}}
{= \frac{theleft (6.67 \times 10^{-11} N. }} {= \frac{theleft (6.67 10^{-11}N.\frac{m^{2}}{kg^{2}} \left ( 5.98times 10^{24}kg \right )}{ 40.7044times 10^{12}m^{2}}})
= \(0.9799 \times 10^{-11+24-12} ◇frac{N}{kg})
◇(= 0.9799 \times 10^{1} ◇frac{N}{kg})
◇(g}left ( R_{E} ◇light ) = 0.9799 \frac{N}{kg})
地球表面での重力場の強さは、約୧⃛(๑⃙⃘◡̈๑⃙⃘)୨⃛です。 これは、地表の重力加速度(gravity acceleration)が、(9.799 \frac{m}{s^{2}})
と等価である。