- Wat is een zwaartekrachtveld?
- Intensiteit van het zwaartekrachtveld
- zwaartekrachtpotentieel
- Voorbeelden van zwaartekrachtveld
We leggen uit wat zwaartekrachtvelden zijn en hoe hun intensiteit wordt gemeten. Ook voorbeelden van zwaartekrachtveld.
Wat is een zwaartekrachtveld?
Het zwaartekrachtveld of zwaartekrachtveld wordt de verzameling krachten genoemd die in fysiek, wat we gewoonlijk de zwaartekracht noemen: een van de vier fundamentele krachten van deuniversum. De zwaartekracht is een aantrekkingskracht tussen massieve objecten.
Volgenslogica Door zwaartekrachtvelden genereert de aanwezigheid van een massa M in de ruimte eromheen een veld van zwaartekrachten die de baan van massieve objecten onder zijn invloed kunnen veranderen.
Als een ander massalichaam M het zwaartekrachtsveld van M nadert, zullen we merken dat zijn beweging wordt gewijzigd door de zwaartekracht. En, volgens de relativiteitstheorie, zelfs de weer Het zou zelf door deze krachten worden beïnvloed, het vervormen en aanleiding geven tot singulariteiten zoals zwarte gaten, astronomische objecten waarvan de zwaartekrachtsvelden zo sterk zijn dat zelfs de licht weet aan hen te ontsnappen.
Zwaartekrachtvelden waren jarenlang bij uitstek theoretisch van aard, begrepen door de klassieke (Newtoniaanse) fysica als een vectorveld en door de relativistische fysica als een tweede-orde tensorveld, maar de ontdekking in 2016 van de golven De zwaartekracht van de wetenschappers in het LIGO-experiment lijkt nieuw licht op deze kwestie te werpen.
Intensiteit van het zwaartekrachtveld
De intensiteit van de gravitatievelden of, wat hetzelfde is, de versnelling van de zwaartekracht (of gewoon zwaartekracht) wordt in de klassieke natuurkunde weergegeven door het symbool G en als een veld van vectoren, dat wil zeggen van lijnen met betekenis en adres.
Het wordt gewoonlijk gedefinieerd als de kracht per eenheid van massa- je zult een ervaren deeltje bepaald in aanwezigheid van een massaverdeling. Het wordt meestal uitgedrukt in Newton per kilogram (N/kg).
De formule voor de berekening ervan zou dan zijn:
g = lim m → 0 F / m, waarbij m een testmassa zou zijn en F de zwaartekracht die erop werkt.
zwaartekrachtpotentieel
Het zwaartekrachtpotentieel van een zwaartekrachtveld is, in de Newtoniaanse mechanica, een scalaire grootheid die wordt gemeten in joule per kilogram (J / kg) en wordt gedefinieerd als de hoeveelheidfunctie per massa-eenheid die nodig is om een lichaam met constante snelheid van oneindig naar een bepaald punt in het betreffende zwaartekrachtsveld te transporteren.
Het zwaartekrachtpotentieel wordt berekend op basis van de volgende formule:
V = - GM / r, waarbij V de zwaartekrachtspotentiaal is, G de universele zwaartekrachtsconstante is en r de afstand van het punt waar we de potentiaal willen berekenen tot de positie van de massa M.
Voorbeelden van zwaartekrachtveld
Een perfect voorbeeld van een zwaartekrachtveld is dat van de Zonnestelsel, waarin de planeten rond de zon draaien, aangetrokken door de zwaartekracht van hun massa.
Een ander voorbeeld is het zwaartekrachtsveld van de aarde, dat wordt gegenereerd door de planeet Aarde eromheen en dat we kunnen waarderen elke keer dat we er een object in laten vallen. ik meestal. De massa van de aarde is ongeveer 5974 x 1024 kg, waardoor er een opmerkelijk zwaartekrachtsveld omheen ontstaat.
Het is bekend dat de zwaartekracht van de aarde meer of minder is dan 9,8 N / kg, dat wil zeggen een versnelling van 9,8 m / s in de richting van het middelpunt van de aarde. Deze waarde kan enigszins variëren, afhankelijk van de geografische locatie, maar ervan uitgaande dat deze constant is over het gehele aardoppervlak, is een zeer goede benadering.
Bovendien zal het zwaartekrachtveld in de buurt van het aardoppervlak intenser zijn dan in de buitenste lagen van de aarde. atmosfeer.