Yerçekimi, kütlesi olan iki veya daha fazla fiziksel cisim arasında bir çekim kuvveti oluşturan doğal bir olgudur; bu, bir nesnenin diğerine yakın olduğunda yaşadığı ivmeyi açıklar. Yerçekimi kuvveti veya yerçekimi çekim kuvveti, iki veya daha fazla nesnenin kütlesinden ve aralarındaki mesafeden hesaplanabilir. Daha sonra nasıl hesaplandığını ve etkilerinin neler olduğunu açıklayacağız.
yerçekimi hesaplayıcısı
Aşağıdaki araçla iki cisim arasındaki yer çekimi kuvvetini hesaplayabilirsiniz. İşlemi çok basittir, sadece iki kütlenin değerlerini ve bulundukları mesafeyi girmeniz yeterlidir. Daha sonra sadece “Hesapla” butonuna basmanız yeterli ve hemen çok doğru bir sonuç elde edeceksiniz.
Evrensel çekim yasası
Bu yasa, kütlesi olan iki veya daha fazla cisim arasındaki çekim kuvvetini belirler. Yani bu yasanın bize söylediği şey (ünlü evrensel çekim formülü dışında), cisimler ne kadar büyükse ve birbirlerine ne kadar yakınsa çekim kuvveti de o kadar büyük olur.
Dolayısıyla bu kavramı astrofiziğe uygularsak, incelenen nesneler (astronomik cisimler) ne kadar büyük olursa, yerçekimi kuvveti de o kadar büyük olacaktır. Bu orantısal ilişki bize yerçekiminin nasıl çalıştığı hakkında biraz fikir veriyor ancak yerçekiminin tam değerini nasıl hesaplayacağınızı öğrenmek istiyorsanız okumaya devam etmenizi öneririz.
yerçekimi formülü
İki cisim arasındaki çekim kuvvetini hesaplamak için aşağıdaki formülü uygularız:
İfadede şu değişkenler yer almaktadır: birinci nesnenin kütlesi (m1), ikinci nesnenin kütlesi (m2), mesafe (d) ve yerçekimi sabiti (G) = 6,6742 · 10 -11 . Tüm bu değerleri biliyorsanız, yerçekiminin iki nesne arasında oluşturduğu çekim kuvvetini hesaplayabilirsiniz . Kütlelerin kilogram cinsinden, mesafenin ise metre cinsinden ifade edilmesi gerektiğini ve sonucun kuvvete karşılık gelen birim olan Newton cinsinden elde edileceğini unutmayın.
Newton
Newton (N), fizikçi Isaac Newton’un adını taşıyan SI’daki (Uluslararası Birimler Sistemi) kuvvet ölçüm birimidir . Tanımı, bir kilogramlık bir kütleye bir saniye süreyle uygulanan ve önceki hızına göre 1 m/s hızla hareket eden kuvvettir. Başka bir deyişle 1 Newton = 1 Kg x (m/s) 2 . Bu tanım Newton’un ikinci yasasına veya temel ilkesine dayanmaktadır.
türetilmiş formüller
Evrensel çekim formülünden hesaplamak istediğimiz şeye bağlı olarak farklı değişkenleri ayırabiliriz. Bize her zaman yer çekiminin oluşturduğu kuvveti sormayacakları için iki cisim veya kütlelerden biri arasındaki mesafeyi hesaplamamızı da isteyebilirler. Ancak aşağıdaki üç formülü ezberlememelisiniz çünkü bunları size öğrettiğimiz ilk formülden çıkarabilirsiniz.
çeşitli cisimler arasındaki çekim kuvveti
İkiden fazla cisim arasındaki çekim kuvvetini hesaplamak istediğimizde daha önce yorumladığımız formüle başvuramayız çünkü değişkenleri kaçırmış oluruz. Bu nedenle kütlelerden birine göre çekim kuvvetinin başka bir yöntem kullanılarak hesaplanması gerekir. Bunu tüm cisimlerin çekim kuvvetlerini toplayarak yapıyoruz. Daha açık hale getirmek için aşağıdaki formülü izlememiz gerekiyor:
Temel olarak başta yorumladığımız yerçekimi formülü ile sistemi oluşturan tüm cisimlerin belirli bir kütleye göre çekim kuvvetini, kütle 1’i kullandığımız örnekte hesaplamamız gerekir. tüm kuvvetlerin değerlerine sahip olursunuz, bunları basitçe bir araya getirirsiniz. Bu şekilde söz konusu kütleye etki eden yerçekimi kuvvetini elde edersiniz. Bu matematiksel prosedür sonsuz kütleye kadar olan kümelere uygulanabilir.
Yerçekimi kuvveti ile ilgili sonuçlar
Özetle yerçekimi kuvvetinin kütlelere doğrudan bağlı, mesafenin karesiyle ters orantılı olduğunu söyleyebiliriz. Bu, makalenin başında bahsettiğimiz matematiksel formül aracılığıyla doğrudan çıkarılabilir.
Son olarak bir noktadaki yer çekimi alanı şiddetini veya yer çekimi ivmesini bilmemizi sağlayacak bir formül de eklemek istiyoruz. Bu ifade evrensel çekim formülünden ve Newton’un ikinci yasasının (F = mxa) formülünden gelir. Aşağıda ne demek istediğimizi görebilirsiniz.
yer çekimi
Ayrıca Dünya’nın yerçekimi değerinin, nesnelerin Dünya gezegeninden aldığı ivme olduğunu da açıklamak istiyoruz. Bu ivme, gezegenin oluşturduğu çekim kuvveti ile gezegenin merkezkaç veya dönme kuvvetinin toplamından oluşur. Dünya’nın yerçekiminin tam değeri 9,80665 m/s 2 veya 1 g’ye eşdeğerdir . Bunun nedeni g’nin Dünya’nın yerçekimine eşit olmasıdır.
Dünya ile başka bir cisim arasındaki çekim kuvvetini hesaplarken, mesafenin gezegenin yarıçapı artı cismin bulunduğu yüksekliğin toplamı olduğunu hesaba katmalıyız. Bu birçok insanın unuttuğu bir şeydir ancak yerçekimi formülünü uygulamadan önce iki mesafeyi eklemek önemlidir, aksi takdirde sonuç yanlış olacaktır.