Die Schwerkraft ist ein natürliches Phänomen, das eine Anziehungskraft zwischen zwei oder mehr physischen Körpern mit Masse erzeugt. Dies erklärt die Beschleunigung, die ein Objekt erfährt, wenn es sich in der Nähe eines anderen befindet. Die Schwerkraft bzw. die Anziehungskraft kann aus der Masse zweier oder mehrerer Objekte und dem Abstand zwischen ihnen berechnet werden. Als nächstes erklären wir, wie es berechnet wird und welche Auswirkungen es hat.
Schwerkraftrechner
Mit dem folgenden Tool können Sie die Schwerkraft zwischen zwei Körpern berechnen. Die Bedienung ist sehr einfach, Sie müssen lediglich die Werte der beiden Massen und den Abstand, in dem sie sich befinden, eingeben. Dann müssen Sie nur noch auf die Schaltfläche „Berechnen“ klicken und erhalten sofort ein sehr genaues Ergebnis .
Das Gesetz der universellen Gravitation
Dieses Gesetz legt die Anziehungskraft zwischen zwei oder mehr Körpern mit Masse fest. Dieses Gesetz sagt uns also (abgesehen von der berühmten Formel der universellen Gravitation), dass die Anziehungskraft umso größer ist, je größer die Körper sind und je näher sie beieinander sind.
Wenn wir dieses Konzept also auf die Astrophysik anwenden, ist die Schwerkraft umso größer, je größer die Untersuchungsobjekte (astronomische Körper) sind. Dieser proportionale Zusammenhang gibt uns eine kleine Vorstellung davon, wie die Schwerkraft funktioniert. Wenn Sie jedoch lernen möchten, wie man den genauen Wert der Schwerkraft berechnet, empfehlen wir Ihnen, weiterzulesen.
Schwerkraftformel
Um die Anziehungskraft zwischen zwei Objekten zu berechnen, wenden wir die folgende Formel an:
An dem Ausdruck sind folgende Variablen beteiligt: Masse des ersten Objekts (m1), Masse des zweiten Objekts (m2), Abstand (d) und Gravitationskonstante (G) = 6,6742 · 10 -11 . Wenn Sie alle diese Werte kennen, können Sie die Anziehungskraft berechnen , die die Schwerkraft zwischen zwei Objekten erzeugt. Beachten Sie, dass die Massen in Kilogramm und die Distanz in Metern ausgedrückt werden müssen und das Ergebnis in Newton, der der Kraft entsprechenden Einheit, erhalten wird.
der Newton
Das Newton (N) ist die Maßeinheit für Kraft im SI (Internationales Einheitensystem), benannt nach dem Physiker Isaac Newton. Seine Definition ist die Kraft, die eine Sekunde lang auf eine Masse von einem Kilogramm ausgeübt wird, so dass sie sich mit einer Geschwindigkeit von 1 m/s im Vergleich zu ihrer vorherigen Geschwindigkeit bewegt. Mit anderen Worten: 1 Newton = 1 kg x (m/s) 2 . Diese Definition basiert auf dem zweiten Newtonschen Gesetz oder Grundprinzip .
abgeleitete Formeln
Aus der universellen Gravitationsformel können wir die verschiedenen Variablen isolieren, je nachdem, was wir berechnen möchten. Da sie uns nicht immer nach der durch die Schwerkraft erzeugten Kraft fragen, bitten sie uns möglicherweise auch, den Abstand zwischen den beiden Körpern oder eine der Massen zu berechnen. Allerdings sollten Sie sich die drei folgenden Formeln nicht merken, da Sie sie aus der ersten Formel ableiten können, die wir Ihnen beigebracht haben.
Anziehungskraft zwischen verschiedenen Körpern
Wenn wir die Anziehungskraft zwischen mehr als zwei Objekten berechnen möchten, können wir nicht auf die Formel zurückgreifen, die wir zuvor kommentiert haben, da uns Variablen fehlen würden. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Gravitationskraft im Verhältnis zu einer der Massen mit einer anderen Methode zu berechnen. Wir erreichen dies, indem wir die Anziehungskräfte aller Körper addieren . Um es klarer zu machen, müssen wir der folgenden Formel folgen:
Grundsätzlich müssen wir mit der Gravitationsformel, die wir eingangs kommentiert haben, die Anziehungskraft aller Körper, die das System bilden , in Bezug auf eine bestimmte Masse berechnen, im Fall des Beispiels verwenden wir die Masse 1. Sobald Sie Wenn Sie die Werte aller Kräfte haben, addieren Sie sie einfach. Auf diese Weise erhalten Sie die Gravitationskraft, die auf die betreffende Masse wirkt. Dieses mathematische Verfahren kann auf Mengen bis hin zu unendlichen Massen angewendet werden.
Schlussfolgerungen zur Gravitationskraft
Zusammenfassend kann man sagen, dass die Schwerkraft direkt von den Massen abhängt und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands ist. Was direkt aus der mathematischen Formel abgeleitet werden kann, die wir am Anfang dieses Artikels erwähnt haben.
Schließlich möchten wir noch eine Formel hinzufügen, die es uns ermöglicht, die Intensität des Gravitationsfeldes oder die Erdbeschleunigung an einem Punkt zu ermitteln. Dieser Ausdruck stammt aus der Formel für die universelle Gravitation und der Formel für das zweite Newtonsche Gesetz (F = mxa). Unten können Sie sehen, was wir meinen.
Schwerkraft der Erde
Darüber hinaus möchten wir erklären, dass der Wert der Schwerkraft der Erde die Beschleunigung ist, die Objekte vom Planeten Erde erhalten. Diese Beschleunigung ergibt sich aus der Summe der vom Planeten erzeugten Anziehungskraft und der Zentrifugal- oder Rotationskraft des Planeten. Der genaue Wert der Erdanziehungskraft entspricht 9,80665 m/s 2 oder 1 g . Dies liegt daran, dass g gleich der Schwerkraft der Erde ist.
Wenn wir die Anziehungskraft zwischen der Erde und einem anderen Körper berechnen, müssen wir berücksichtigen, dass die Entfernung die Summe aus dem Radius des Planeten plus der Höhe ist, in der sich das Objekt befindet. Das vergessen viele Menschen, aber es ist wichtig, die beiden Distanzen zu addieren, bevor man die Schwerkraftformel anwendet, sonst ist das Ergebnis falsch.