Gravitācijas konstante ir proporcionalitātes konstante, kas izmantota Ņūtona Universālās gravitācijas likumā, un to parasti apzīmē ar G. Lielākajā daļā tekstu mēs to redzam kā:
G = 6,673 × 10-11 N m2 Kilograms-2
To parasti izmanto vienādojumā:
F = (G x m1 x m2) / r2 , kurā
F = gravitācijas spēks
G = gravitācijas konstante
m1 = pirmā objekta masa (pieņemsim, ka tas ir masīvs)
m2 = otrā objekta masa (pieņemsim, ka tas ir mazāks)
r = divu masu atstatums
Tāpat kā ar visām konstantes fizikā, arī gravitācijas konstante ir empīriska vērtība. Tas ir, tas ir pierādīts ar virkni eksperimentu un sekojošiem novērojumiem.
Lai arī gravitācijas konstantu pirmo reizi ieviesa Īzaks Ņūtons kā daļu no savas populārās publikācijas 1687. gadā - Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, konstante tika novērota faktiskā eksperimentā. Nebrīnieties. Tas lielākoties patīk fizikā. Matemātiskās prognozes parasti notiek pirms eksperimentālajiem pierādījumiem.
Jebkurā gadījumā pirmais cilvēks, kurš to veiksmīgi izmērīja, bija angļu fiziķis Henrijs Kavendišs, kurš izmērīja ļoti niecīgo spēku starp divām svina masām, izmantojot ļoti jutīgu vērpes līdzsvaru. Jāatzīmē, ka pēc Kavendiša, kaut arī ir bijuši precīzāki mērījumi, uzlabojumi vērtībās (t.i., spēja iegūt vērtības tuvāk Ņūtona G) nav bijuši patiešām nozīmīgi.
Apskatot G vērtību, mēs redzam, ka, reizinot to ar citiem lielumiem, tas rada diezgan nelielu spēku. Paplašināsim šo vērtību, lai iegūtu labāku priekšstatu par to, cik maza tā patiesībā ir: 0.00000000006673 N m2 Kilograms-2
Labi, redzēsim, kādu spēku divi 1 kg smagi priekšmeti pieliktu viens otram, ja to ģeometriskie centri atrodas viena metra attālumā viens no otra. Tātad, cik daudz mēs iegūstam?
F = 0.00000000006673 N. Tas tiešām nav mazsvarīgi, ja mēs ievērojami palielinām abas masas.
Piemēram, izmēģināsim smagāko reģistrēto ziloņa masu - 12 000 kg. Pieņemot, ka mums ir divi no tiem, kas atrodas 1 metra attālumā no to centriem. Es zinu, ka ir grūti iedomāties, ka tā kā ziloņi ir diezgan niecīgi, bet pieņemsim tikai rīkoties šādi, jo es vēlos uzsvērt G nozīmi.
Tātad, cik mēs saņēmām? Pat ja mēs to noapaļotu, mēs joprojām iegūtu tikai 0,01 N. Salīdzinājumam zemes uz ābolu pieliktais spēks ir aptuveni 1 N. Nav brīnums, ka, sēžot blakus kādam, mēs nejūtam nekādu pievilcības spēku. ja vien jūs, protams, neesat vīrietis, un šī persona ir Megana Foksa (joprojām būtu droši pieņemt, ka pievilcība būtu tikai viens veids).
Tāpēc smaguma spēks ir pamanāms tikai tad, ja vismaz vienu masu uzskatām par ļoti masīvu, piem. planētas.
Ļaujiet man beigt šo diskusiju ar vēl vienu matemātisku uzdevumu. Pieņemot, ka jūs zināt gan savu masu, gan svaru, kā arī zināt zemes rādiusu. Pievienojiet tos vienādojumam iepriekš un risiniet citu masu. Voila! Brīnumu brīnums, jūs tikko esat ieguvis Zemes masu.
Vairāk par gravitācijas konstantu var lasīt šeit, Space Magazine. Vai vēlaties uzzināt vairāk par jaunu pētījumu, kurā atklāts, ka pamata spēks laika gaitā nav mainījies? Šeit ir arī dažas atziņas, kuras varat atrast starp komentāriem šajā rakstā: Ieviesto “tumšo lietu Web” struktūru sadalījums novērots 270 miljonu gaismas gadu garumā
Par to vairāk ir NASA. Šeit ir pāris avoti:
- Smagums
- Svara vienādojums
Šeit ir divas Astronomy Cast epizodes, kuras jūs varētu vēlēties apskatīt arī:
- Gravitācijas viļņi
- Gravitācijas objektīvs
Avoti:
- Wikipedia - gravitācijas konstante
- NASA - svara vienādojums
- Fizikas klase - Ņūtona universālais gravitācijas likums
