Graviteti është një nga forcat themelore në fizikë. Aspekti më i rëndësishëm i gravitetit është se ai është universal: të gjitha objektet kanë një forcë gravitacionale që tërheq objekte të tjera. Madhësia e forcës gravitacionale varet nga masa dhe distanca midis dy objekteve.
Hapi
Pjesa 1 nga 2: Llogaritja e Forcës së Gravitetit midis Dy Objekteve
Hapi 1. Përcaktoni ekuacionin për forcën gravitacionale që tërheq një objekt, Fgrav = (Gm1m2)/d2.
Për të qenë në gjendje të llogarisni forcën gravitacionale të një objekti, ky ekuacion gjithashtu merr parasysh masat e dy objekteve dhe distancën e tyre nga njëri -tjetri. Variablat e ekuacionit janë përshkruar më poshtë.
- Fgrav është forca gravitacionale
- G është konstante gravitacionale universale 6.673 x 10-11 Nm2/kg2
- m1 është masa e objektit të parë
- m2 është masa e objektit të dytë
- d është distanca midis qendrave të dy objekteve
- Ndonjëherë ju gjeni shkronjën r në vend të d. Këto dy simbole përfaqësojnë distancën midis dy objekteve.
Hapi 2. Përdorni njësitë metrike të përshtatshme
Për këtë ekuacion, duhet të përdorni njësi metrike. Masa e objektit duhet të jetë në kilogram (kg) dhe distanca midis objekteve duhet të jetë në metra (m). Ju duhet t'i konvertoni këto njësi në njësi metrike para se të vazhdoni
Hapi 3. Përcaktoni masën e objektit në fjalë
Për objektet e vogla, ju mund t'i peshoni ato për të përcaktuar peshën e tyre në kilogramë. Për objekte të mëdha, mund të kërkoni masën e përafërt në një tryezë ose në internet. Në problemet e fizikës, zakonisht masa e objektit do të tregohet.
Hapi 4. Matni distancën midis dy objekteve
Nëse po përpiqeni të llogaritni forcën gravitacionale midis një objekti dhe tokës, duhet të dini se sa larg është ky objekt nga qendra e tokës.
- Distanca nga sipërfaqja e tokës në qendër të tokës është rreth 6.38 x 106 m
- Ju mund të kërkoni tabela ose burime të tjera në internet që ju tregojnë distancën e përafërt nga qendra e tokës në objekte në lartësi të ndryshme në sipërfaqen e tokës.
Hapi 5. Plotësoni llogaritjen
Nëse i keni përcaktuar ndryshoret në ekuacion, mos ngurroni t'i futni ato për t'i zgjidhur. Sigurohuni që të gjitha ndryshoret janë në njësi metrike dhe janë shkallëzuar siç duhet. Masa duhet të jetë në kilogramë dhe distanca duhet të jetë në metra. Zgjidhni ekuacionet në rendin e saktë të llogaritjeve.
- Për shembull, përcaktoni forcën gravitacionale të një personi, masa e të cilit është 68 kg mbi sipërfaqen e tokës. Masa e Tokës është 5.98 x 1024 kg
- Sigurohuni që të gjitha ndryshoret janë në njësitë e sakta. m1 = 5, 98 x 1024 kg, m2 = 68 kg, G = 6.673 x 10-11 Nm2/kg2, dhe d = 6, 38 x 106 m
- Shkruani ekuacionin tuaj: Fgrav = (Gm1m2)/d2 = [(6, 67 x 10-11) x 68 x (5, 98 x 1024)]/(6, 38 x 106)2
- Shumëzoni masat e dy objekteve që merren parasysh. 68 x (5, 98 x 1024) = 4.06 x 1026
- Shumëzoni rezultatin m1 dhe m2 me konstanten gravitacionale G. (4.06 x 1026) x (6.67 x 10-11) = 2,708 x 1016
- Katror distancën midis dy objekteve. (6, 38 x 106)2 = 4.07 x 1013
- Ndani rezultatin G x m1 x m2 nga distanca në katror për të marrë forcën gravitacionale në Njutonë (N). 2, 708 x 1016/4, 07 x 1013 = 665 N
- Forca e saj gravitacionale është 665 N.
Pjesa 2 nga 2: Llogaritja e Forcës së Gravitetit në Tokë
Hapi 1. Kuptoni ligjin e dytë të Njutonit, F = ma
Ligji i dytë i Njutonit thotë se nxitimi i një objekti është drejtpërdrejt proporcional me forcën neto që vepron mbi të dhe në përpjesëtim të kundërt me masën e tij. Me fjalë të tjera, nëse një forcë që vepron në një objekt është më e madhe se forca që vepron në drejtim të kundërt, objekti do të lëvizë me forcën më të fortë.
- Ky ligj mund të përmblidhet me ekuacionin F = ma, ku F është forca, m është masa e objektit dhe a është nxitimi.
- Falë këtij ligji, ne mund të llogarisim forcën gravitacionale të të gjitha objekteve në sipërfaqen e tokës, duke përdorur nxitimin e njohur për shkak të gravitetit.
Hapi 2. Gjeni nxitimin për shkak të gravitetit të Tokës
Në tokë, forca e gravitetit bën që të gjithë objektet të përshpejtohen me 9.8 m/s2Me Në sipërfaqen e tokës, ne mund të përdorim një ekuacion të thjeshtuar: Fgrav = mg për të llogaritur forcën gravitacionale.
Nëse doni të njihni një numër më të saktë të forcave gravitacionale, prapë mund të përdorni formulën në hapin e mëparshëm, Fgrav = (GMTokam)/d2 për të përcaktuar forcën gravitacionale.
Hapi 3. Përdorni njësitë metrike të përshtatshme
Për këtë ekuacion, duhet të përdorni njësi metrike. Masa e objektit duhet të jetë në kilogram (kg) dhe distanca midis objekteve duhet të jetë në metra (m). Ju duhet t'i konvertoni këto njësi në njësi metrike para se të vazhdoni.
Hapi 4. Përcaktoni masën e objektit në fjalë
Për objektet e vogla, ju mund t'i peshoni ato për të përcaktuar peshën e tyre në kilogramë. Për objekte të mëdha, mund të kërkoni masën e përafërt në një tryezë ose në internet. Në problemet e fizikës, zakonisht masa e objektit do të tregohet.
Hapi 5. Plotësoni llogaritjen
Nëse i keni përcaktuar ndryshoret në ekuacion, mos ngurroni t'i futni ato për t'i zgjidhur. Sigurohuni që të gjitha ndryshoret janë në njësi metrike dhe janë shkallëzuar siç duhet. Masa duhet të jetë në kilogramë dhe distanca duhet të jetë në metra. Zgjidhni ekuacionet në rendin e saktë të llogaritjeve.
- Le të përpiqemi të përdorim ekuacionin në hapin e mëparshëm dhe të shohim sa të afërt janë rezultatet. Përcaktoni forcën gravitacionale të një personi me një masë prej 68 kg në sipërfaqen e tokës.
- Sigurohuni që të gjitha ndryshoret janë në njësitë e sakta: m = 68 kg, g = 9.8 m/s2.
- Shkruani formulën. Fgrav = mg = 68*9, 8 = 666 N.
- Duke përdorur formulën F = mg forca gravitacionale është 666 N, ndërsa rezultati nga formula në hapin e mëparshëm është 665 N. Siç mund ta shihni, të dy rezultatet janë pothuajse të njëjta.
Këshilla
- Këto dy formula duhet të japin të njëjtën përgjigje, por formula më e shkurtër dhe më e thjeshtë është më e lehtë për t'u përdorur kur diskutoni objekte në sipërfaqen e një planeti.
- Përdorni formulën e parë nëse nuk e dini përshpejtimin për shkak të gravitetit në një planet, ose po llogaritni forcën gravitacionale midis dy objekteve shumë të mëdhenj, siç është hëna ose planetët.
