K vysvětlení gravitační síly se používá Newtonův zákon univerzální gravitace. Gravitační síla je druh bezkontaktní síly, gravitační síla je přírodní síla, která je vždy atraktivní a konzervativní. Gravitační síla je definována jako síla přitažlivosti, kterou působí dva nebo více objektů v kontaktu. Gravitační síla je určena vzorcem získaným z Newtonova univerzálního zákona přitažlivosti, známého jako vzorec gravitační síly. Naše prostředí je obklopeno gravitací. Určuje, kolik vážíme a jak daleko se basketbalový míč odrazí, než dopadne na zem, když je odhozen. Síla, kterou na vás Země působí, se rovná gravitační síle na Zemi. Gravitační síla se rovná vaší váze, když jste v klidu na povrchu Země nebo v jeho blízkosti. Při přenosu tepla přirozenou konvekcí je také vyžadována přítomnost gravitačního pole.

Obsah

• Co je gravitační síla?
• Newtonův gravitační zákon
• Vzorec gravitační síly
• Jednotka gravitační síly
• Vlastnosti gravitační síly
• Příklady gravitačních sil
• Rozdíl mezi gravitací a gravitační silou

Příklad gravitační síly

Co je gravitační síla?

Gravitační nebo gravitace je síla, která přitahuje jakákoli dvě tělesa ve vesmíru, ať už mají stejnou hmotnost nebo ne. Newtonův zákon gravitace tvrdí, že všechny předměty, včetně nás samých, se navzájem přitahují. Jednotkou gravitační síly jsou Newtony, označované jako N.

Studium gravitace hodně těžilo z příspěvků mnoha známých vědců. Počátkem 17. století italský astronom Galileo Galilei objevil, že všechny objekty zrychlují rovnoměrně směrem ke středu Země. Ve své převratné studii z roku 1687 učinil anglický matematik Isaac Newton první objev gravitačních zákonů.

Gravitace je považována za základní sílu, protože její vliv na jakýkoli objekt lze snadno pozorovat. Gravitační síla tedy působí na každý objekt, který má hmotnost. Gravitační síla je tedy základní silou. Protože mezi objekty není žádný dotyk, gravitační síla je bezkontaktní. Protože je zaostřeno na střed oběžné dráhy, po které se objekt pohybuje, je dostředivé. Je zodpovědný za udržování oběžné dráhy těla. Otáčející se tělo zažívá tah, který je nasměrován od středu. Toto tažení způsobuje odstředivá síla. Ze všech základních sil je gravitační síla nejslabší.

Přečtěte si více o – Zrychlení díky gravitaci

Newtonův gravitační zákon

Newtonův gravitační vzorec

pole řetězců

Newtonův gravitační zákon nebo Newtonův zákon univerzální gravitace (nebo univerzální zákony gravitace) je zákon, který vede k dalšímu studiu gravitace a uvádí, že všechny objekty ve vesmíru mající jakoukoli hmotnost se vždy navzájem přitahují silou přitažlivosti. Tato přitažlivá síla se nazývá gravitační síla (F), což je,

• Přímo úměrné součinu hmotností (m₁a m₂) ze dvou objektů v kontaktu s jinými a
• Nepřímo úměrné druhé mocnině vzdálenosti (r) mezi jejich středy.

Výraz nebo vztah pro výše uvedený zákon je dán vzorcem gravitační síly, diskutovaným níže:

Vzorec gravitační síly

Zákon gravitace udává gravitační sílu (F) mezi dvěma tělesy o hmotnosti (m₁a m₂) ve vzdálenosti r, kromě jejich středů, je dáno jako:

F ∝ m ₁ m ₂

F ∝ 1/r ²

Nyní, když zkombinujeme výše uvedené dva vztahy,

F ∝ m ₁ m ₂ / r ²

F = Gm ₁ m ₂ / r ²

kde G je konstanta úměrnosti známá jako Gravitační konstanta (= 6,67 × 10⁻¹¹N⋅ m²/kg²).

Jednotka gravitační síly

• Jednotkou SI gravitační síly je Newton (N).
• Rozměrový vzorec gravitační síly je [M¹L¹T^-2].

Vlastnosti gravitační síly

Zde jsou některé důležité charakteristické rysy gravitační síly,

• Gravitační síly jsou vždy přitažlivé a nejslabší ze všech základních sil.
• Je to typ Nekontaktní Síly, protože nevyžaduje žádný fyzický kontakt nebo dotyk, aby byl zažíván systémem objektů.
• Gravitační síla je síla dlouhého dosahu a nevyžaduje žádné médium.
• Hodnota gravitační síly na povrchu Země je konstantní.

Přečtěte si také: Kontaktní a nekontaktní síly

Příklady gravitačních sil

Některé příklady gravitační síly z každodenního života lze diskutovat jako,

Gravitační síla Země

Každý objekt je vystaven gravitační síle Země, jevu známému jako gravitace. Nemůžeme se volně vznášet ve vzduchu kvůli gravitaci, která nás drží na zemi. Síla, kterou Země a my oba působíme na planetu, je stejná. Země však zůstává nedotčena kvůli své nesmírné velikosti. Pokud se zavěšený předmět pustí, spadne přirozeně ve směru středu Země.

Gravitační síla mezi Zemí a Měsícem

Díky gravitační síle Země a Měsíce se Měsíc otáčí kolem Země. Abychom vypočítali tuto sílu, vložíme jejich hmotnosti a vzdálenost mezi jejich dvěma středy do vzorce gravitační síly. Potom bylo zjištěno, že gravitační síla mezi Zemí a Měsícem je 2 × 10^dvacetN.

Gravitační síla Slunce

Vzhledem ke své masivní hmotnosti působí Slunce gravitační silou, jejíž rozsah je extrémně široký. Tato přitažlivá síla způsobuje, že všechny planety obíhají kolem Slunce v eliptickém tvaru. Vzorec gravitační síly lze použít k určení gravitační síly působící na Zemi ze Slunce a bylo zjištěno, že je 3,5 × 10²²N.

Gravitační síla slunce

Rozdíl mezi gravitací a gravitační silou

Gravitace vs gravitace

Pojďme diskutovat o klíčových rozdílech mezi gravitací a gravitační silou podrobně, jak je uvedeno v tabulce níže:

Přečtěte si více,

• Rozdíl mezi gravitační silou a gravitací
• Keplerův zákon planetárního pohybu
• Faktory ovlivňující zrychlení v důsledku gravitace

Příklady gravitační síly

Příklad 1: Najděte gravitační přitažlivou sílu mezi dvěma slony, jedním o hmotnosti 1000 kg a druhém o hmotnosti 800 kg, pokud je vzdálenost mezi nimi 5 m.

Řešení:

Vzhledem k tomu: m₁= 1000 kg, m₂= 800 kg, r = 5 m

Vzorec pro gravitační sílu je dán takto: F_G=frac{Gm_1m_2}{r^2}

Zde G = 6,67 × 10⁻¹¹N⋅ m²/kg²

Dosazením hodnot ve vzorci máme:

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

kolik je 25 ze 100

Příklad 2: Najděte gravitační přitažlivou sílu mezi mužem o hmotnosti 50 kg a autobusem o hmotnosti 1500 kg, pokud je vzdálenost mezi nimi 10 m.

Řešení:

Vzhledem k tomu: m₁= 50 kg, m₂= 1500 kg, r = 10 m

Vzorec pro gravitační sílu je dán takto: F_G=frac{Gm_1m_2}{r^2}

Zde G = 6,67 × 10⁻¹¹N⋅ m²/kg²

Dosazením hodnot ve vzorci máme:

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

Příklad 3: Předpokládejme, že gravitační síla mezi dvěma tělesy v určité vzdálenosti je 4 N. Najděte přitažlivou sílu, pokud je vzdálenost mezi nimi dvojnásobná.

Řešení:

Newtonův gravitační zákon říká, že gravitační síla mezi dvěma bodovými objekty je přímo úměrná součinu jejich hmotností a nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti mezi nimi.

F_G=frac{Gm_1m_2}{r^2}

Rovnice ukazuje, že pro dané hmotnosti, pokud je r nahrazeno 2r, síla se stane 1/4 původní síly. Proto přitažlivá síla bude 4/4 = 1 N.

Příklad 4: Hmotnost Země je 6 × 10 ²⁴ kg. Vzdálenost mezi Zemí a Sluncem je 1,5 × 10 ^jedenáct m Pokud je gravitační síla mezi nimi 3,5 × 10 ²² N, jaká je hmotnost Slunce?

Řešení:

Vzhledem k tomu: m_{to je}= 6 × 10²⁴kg, r = 1,5 × 10^jedenáctma F = 3,5 x 10²²N

Vzorec pro gravitační sílu je dán takto: 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}

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

= 1,967 × 10 ³⁰ kg

Časté otázky o gravitační síle

Q1: Definujte gravitační sílu.

Gravitační síla je síla, která přitahuje jakékoli dva objekty ve vesmíru, ať už mají stejnou hmotnost nebo ne. Navíc Newtonův univerzální gravitační zákon říká, že všechno, včetně vás, přitahuje každý jiný objekt ve vesmíru.

Q2: Co je gravitační síla mezi dvěma objekty?

Gravitační síla mezi dvěma objekty o hmotnosti m₁a m₂ve vzdálenosti r od sebe lze vypočítat pomocí vzorce uvedeného níže:

F = Gm ₁ m ₂ / r ²

Q3: Kdo objevil gravitační sílu?

Anglický matematik Isaac Newton učinil první objev gravitačních zákonů a sil.

Q4: Jaké jsou dvě vlastnosti gravitační síly?

Níže jsou uvedeny důležité vlastnosti gravitačních sil:

• Gravitační síly jsou vždy přitažlivé a nejslabší ze všech základních sil.
• Je to typ Nekontaktní Síly, protože nevyžaduje žádný fyzický kontakt nebo dotyk, aby byl zažíván systémem objektů.

Q5: Jaká je velikost gravitační síly?

Velikost gravitační síly mezi zemí a 1 kg tělesem je 9,8 N.

Q6: Jaký je rozsah gravitační síly?

Rozsah gravitační síly je nekonečný.