De wet van de universele zwaartekracht van Newton wordt gebruikt om de zwaartekracht te verklaren. Zwaartekracht is een soort contactloze kracht, de zwaartekracht is een natuurkracht die altijd aantrekkelijk en conservatief is. Zwaartekracht wordt gedefinieerd als de aantrekkingskracht die wordt ervaren door twee of meer objecten die contact maken. Zwaartekracht wordt bepaald door de formule die is verkregen uit de Universele Wet van Aantrekking van Newton, bekend als de Zwaartekrachtformule. Onze omgeving is omgeven door zwaartekracht. Het bepaalt hoeveel we wegen en hoe ver een basketbal zal stuiteren voordat hij de grond raakt wanneer hij wordt gegooid. De kracht die de aarde op jou uitoefent is gelijk aan de zwaartekracht op aarde. De zwaartekracht is gelijk aan uw gewicht terwijl u in rust bent op of nabij het aardoppervlak. Ook is de aanwezigheid van een zwaartekrachtveld vereist bij de warmteoverdracht door natuurlijke convectie.

Inhoudsopgave

• Wat is zwaartekracht?
• De zwaartekrachtwet van Newton
• Zwaartekrachtformule
• Eenheid van zwaartekracht
• Eigenschappen van zwaartekracht
• Zwaartekracht Voorbeelden
• Verschil tussen zwaartekracht en zwaartekracht

Voorbeeld van zwaartekracht

Wat is zwaartekracht?

Zwaartekracht of zwaartekracht is een kracht die twee lichamen in het universum aantrekt, of ze nu dezelfde massa hebben of niet. De zwaartekrachtwet van Newton stelt dat alle objecten, inclusief jezelf, elkaar aantrekken. De eenheid van zwaartekracht is Newton, aangeduid als N.

Het onderzoek naar de zwaartekracht heeft veel geprofiteerd van de bijdragen van veel bekende wetenschappers. In het begin van de 17e eeuw ontdekte de Italiaanse astronoom Galileo Galilei dat alle objecten gelijkmatig naar het midden van de aarde accelereren. In zijn baanbrekende studie uit 1687 deed de Engelse wiskundige Isaac Newton de eerste ontdekking van zwaartekrachtwetten.

Zwaartekracht wordt als een fundamentele kracht beschouwd, omdat de invloed ervan op elk object gemakkelijk kan worden waargenomen. Zwaartekracht werkt dus op elk object dat massa heeft. Zwaartekracht is dus een fundamentele kracht. Omdat er geen aanraking is tussen de objecten, is er geen contact met de zwaartekracht. Omdat het gefocusseerd is op het midden van de baan waarin het object beweegt, is het centripetaal. Het is verantwoordelijk voor het behouden van de baan van het lichaam. Een van het centrum af gerichte ruk wordt door het roterende lichaam ervaren. De middelpuntvliedende kracht veroorzaakt dit trekken. Van alle basiskrachten is de zwaartekracht de zwakste.

Laten we meer lezen over – Versnelling als gevolg van zwaartekracht

string naar geheel getal in Java

De zwaartekrachtwet van Newton

Newton zwaartekrachtformule

De zwaartekrachtwet van Newton of de wet van Newton van de universele zwaartekracht (of universele wetten van de zwaartekracht) is de wet die leidt tot de verdere studie van de zwaartekracht en stelt dat alle objecten in het universum met enige massa elkaar altijd aantrekken met een aantrekkingskracht. Deze aantrekkingskracht wordt de zwaartekracht (F) genoemd, wat betekent dat

• Recht evenredig met het product van de massa (m₁en M₂) van de twee objecten in contact met andere, en
• Omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand (r) tussen hun middelpunten.

De uitdrukking of de relatie voor de bovengenoemde wet wordt gegeven door de zwaartekrachtformule, die hieronder wordt besproken:

Zwaartekrachtformule

De wet van de zwaartekracht geeft de zwaartekracht (F) tussen twee massalichamen (m₁en M₂) op een afstand r, afgezien van hun middelpunten, wordt gegeven als:

F ∝ m ₁ M ₂

F ∝ 1/omw ²

Combineer nu de bovenstaande twee relaties als:

F ∝ m ₁ M ₂ / R ²

F = Gem ₁ M ₂ / R ²

waarbij G de evenredigheidsconstante is die bekend staat als Zwaartekrachtconstante (= 6,67×10⁻¹¹N⋅m²/kg²).

Eenheid van zwaartekracht

• SI-eenheid van zwaartekracht is Newton (N).
• De dimensionale formule van de zwaartekracht is [M¹L¹T^-2].

Eigenschappen van zwaartekracht

Hier zijn enkele belangrijke karakteristieke kenmerken van zwaartekracht:

• Zwaartekrachtkrachten zijn altijd aantrekkelijk en de zwakste van alle fundamentele krachten.
• Het is een soort contactloze kracht, omdat er geen fysiek contact of aanraking nodig is om door een systeem van objecten te worden ervaren.
• Zwaartekracht is een kracht over lange afstanden en vereist geen medium.
• De waarde van de zwaartekracht aan het aardoppervlak is constant.

Lees ook: Contact- en contactloze krachten

Zwaartekracht Voorbeelden

Enkele voorbeelden uit het dagelijks leven van zwaartekracht kunnen worden besproken als:

Zwaartekracht van de aarde

Elk object is onderworpen aan de zwaartekracht van de aarde, een fenomeen dat bekend staat als zwaartekracht. We kunnen niet vrij in de lucht zweven vanwege de zwaartekracht, die ons op de grond houdt. De kracht die de aarde en wij beiden op de planeet uitoefenen, is gelijk. De aarde blijft echter onaangetast vanwege haar enorme omvang. Als een opgehangen voorwerp wordt losgelaten, zal het op natuurlijke wijze in de richting van het middelpunt van de aarde vallen.

Zwaartekracht tussen aarde en maan

Door de zwaartekracht van de aarde en de maan draait de maan om de aarde. Om deze kracht te berekenen, plaatsen we hun massa en de scheiding tussen hun twee centra in de zwaartekrachtformule. Vervolgens bleek de zwaartekracht tussen de aarde en de maan 2 x 10 te zijn^twintigN.

Zwaartekracht van de zon

Vanwege zijn enorme massa oefent de zon een zwaartekracht uit waarvan het bereik extreem groot is. Deze aantrekkende kracht zorgt ervoor dat alle planeten in een elliptische vorm rond de zon draaien. De zwaartekrachtformule kan worden gebruikt om de zwaartekracht te bepalen die vanaf de zon op aarde inwerkt en bleek 3,5 x 100 te zijn.²²N.

Zwaartekracht van de zon

Verschil tussen zwaartekracht en zwaartekracht

Zwaartekracht versus zwaartekracht

Laten we de belangrijkste verschillen tussen zwaartekracht en zwaartekracht in detail bespreken, zoals vermeld in de onderstaande tabel:

Lees verder,

• Verschil tussen zwaartekracht en zwaartekracht
• Keplers wet van planetaire beweging
• Factoren die de versnelling als gevolg van de zwaartekracht beïnvloeden

Voorbeelden van zwaartekracht

Voorbeeld 1: Vind de aantrekkingskracht tussen twee olifanten, de ene met een massa van 1000 kg en de andere met een massa van 800 kg, als de afstand tussen hen 5 m is.

Oplossing:

Gegeven: m₁= 1000 kg, m₂= 800 kg, r = 5 m

De formule voor zwaartekracht wordt gegeven als: F_G=frac{Gm_1m_2}{r^2}

Hier is G = 6,67 × 10⁻¹¹N⋅m²/kg²

Als we de waarden in de formule vervangen, krijgen we:

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

Java-voorbeeldcode

Voorbeeld 2: Vind de aantrekkingskracht tussen een man met een massa van 50 kg en een bus met een massa van 1500 kg, als de afstand tussen hen 10 m is.

Oplossing:

Gegeven: m₁= 50 kg, m₂= 1500 kg, r = 10 m

De formule voor zwaartekracht wordt gegeven als: F_G=frac{Gm_1m_2}{r^2}

Hier is G = 6,67 × 10⁻¹¹N⋅ m²/kg²

Als we de waarden in de formule vervangen, krijgen we:

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

Voorbeeld 3: Stel dat de zwaartekracht tussen twee lichamen op een bepaalde afstand 4 N is. Bereken de aantrekkingskracht als de afstand tussen hen wordt verdubbeld.

Oplossing:

De zwaartekrachtwet van Newton stelt dat de zwaartekracht tussen twee puntachtige objecten direct evenredig is met het product van hun massa en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand ertussen.

F_G=frac{Gm_1m_2}{r^2}

De vergelijking laat zien dat, voor gegeven massa's, als r wordt vervangen door 2r, de kracht 1/4 van de oorspronkelijke kracht wordt. Daarom wordt de aantrekkingskracht 4/4 = 1 N.

Voorbeeld 4: De massa van de aarde is 6 × 10 ²⁴ kg. De afstand tussen de aarde en de zon is 1,5 x 10 ^elf M. Als de zwaartekracht tussen de twee 3,5 x 10 is ²² N, wat is de massa van de zon?

Oplossing:

Gegeven: m_{Het is}= 6×10²⁴kg, r = 1,5 × 10^elfm en F = 3,5 × 10²²N

De formule voor zwaartekracht wordt gegeven als: 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}

⇒ Massa van de zon =frac{3.5×10^{22}×2.25×10^{22}}{40.02×10^{13}}

= 1,967 × 10 ³⁰ kg

Veelgestelde vragen over zwaartekracht

Vraag 1: Definieer zwaartekracht.

De zwaartekracht is een kracht die twee willekeurige objecten in het universum aantrekt, ongeacht of ze dezelfde massa hebben of niet. Bovendien stelt de Universele Wet van de Gravitatie van Newton dat alles, inclusief jijzelf, elk ander object in het universum aantrekt.

Vraag 2: Wat is de zwaartekracht tussen twee objecten?

De zwaartekracht tussen de twee objecten met massa m₁en M₂op een afstand r van elkaar kan worden berekend met behulp van de onderstaande formule:

F = Gem ₁ M ₂ / R ²

Vraag 3: Wie heeft de zwaartekracht ontdekt?

De Engelse wiskundige Isaac Newton deed de eerste ontdekking van zwaartekrachtwetten en -krachten.

Vraag 4: Wat zijn twee eigenschappen van zwaartekracht?

Hieronder volgen de belangrijke eigenschappen van zwaartekrachten:

• Zwaartekrachtkrachten zijn altijd aantrekkelijk en de zwakste van alle fundamentele krachten.
• Het is een soort contactloze kracht, omdat er geen fysiek contact of aanraking nodig is om door een systeem van objecten te worden ervaren.

Vraag 5: Wat is de omvang van de zwaartekracht?

De grootte van de zwaartekracht tussen de aarde en een voorwerp van 1 kg is 9,8 N.

Vraag 6: Wat is het bereik van de zwaartekracht?

Het bereik van de zwaartekracht is oneindig.