Gravitaatiovoima vs. keskusvoima
Gravitaatiovoima on yksi maailmankaikkeuden neljästä perusvoimasta. Epälineaarisissa liikkeissä, kuten planeettaliikkeessä, tarvitaan keskipitkävoima. Näillä molemmilla voimilla on elintärkeä rooli tähtitieteen, fysiikan, avaruustutkimuksen, kosmologian ja monien muiden alojen tutkimuksessa. Näiden käsitteiden hyvä ymmärrys vaaditaan, jotta se loistaa näillä aloilla. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitä keskivoima ja painovoima ovat, niiden yhtäläisyydet, gravitaatiovoiman ja keskivoiman määritelmät ja lopuksi ero keskivoiman ja painovoiman välillä.
Gravitaatiovoima
Sir Isaac Newton oli ensimmäinen henkilö, joka muotoili painovoiman. Ennen häntä Johannes Kepler ja Galileo Galilee loivat kuitenkin perustan painovoiman muotoilulle. Kuuluisa yhtälö F=G M1 M2 / r2 antaa gravitaatiovoiman vahvuuden, missä M1ja M2 ovat pisteobjekteja ja r on näiden kahden objektin välinen siirtymä. Tosielämän sovelluksissa ne voivat olla normaaleja esineitä missä tahansa mittakaavassa ja r on painopisteiden välinen siirtymä. Gravitaatiovoimaa pidetään liikkeenä etäisyydellä. Tämä aiheuttaa vuorovaikutusten välisen aikaraon ongelman. Tämä voidaan jättää pois käyttämällä gravitaatiokenttäkonseptia. Gravitaatiovoima vain vetää puoleensa kohdetta. Repulsiota ei esiinny gravitaatiokentissä. Maan painovoimaa esineeseen kutsutaan myös kohteen painoksi maan päällä. Painovoima on molemminpuolinen voima. Kohteesta A esineeseen B kohdistuva voima on sama kuin kappaleen B kohteen A voima. Gravitaatiovoima mitataan Newtonina.
Keskijalkavoima
Keskisuuntainen voima on voima, joka pitää esineet ympyrämäisellä tai millä tahansa kaarevalla reitillä. Keskipitkävoima vaikuttaa aina liikkeen välittömän keskuksen suuntaan. Keskikiihtyvyys on kiihtyvyys, joka tapahtuu keskivoiman vaikutuksesta. Se noudattaa Newtonin toista liikesääntöä muodossa keskipitkävoima=keskikiihtyvyys x massa. Keskipitkävoima, joka tarvitaan kuun pitämiseen kiertoradalla maan ympäri, saadaan maan ja kuun välisestä gravitaatiovoimasta. Keskeisen voiman, joka on välttämätön, jotta auto ei poikkea käännöksestä, syntyy ajoneuvoon vaikuttavan kitkan ja pinnan normaalivoiman avulla. Koska keskikiihtyvyys on suunnattu kohti liikkeen keskustaa, kohde yrittää päästä lähelle keskustaa. Tämän tasapainottamiseksi tarvitaan keskipakovoima. Keskisuuntainen voima mitataan Newtoneissa. Keskikiihtyvyys mitataan metreinä sekunnissa neliö, joka on s lineaarinen suure.
Mitä eroa on gravitaatiovoimalla ja keskusvoimalla?
• Gravitaatiovoima esiintyy vain kahden massan välillä.
• Kaikkiin epälineaarisiin liikkeisiin tarvitaan keskipitkävoima.
• Gravitaatiovoima toimii planeetan liikkeiden keskipistevoimana.
• Gravitaatiovoima luo sekä lineaarisia että epälineaarisia liikkeitä, mutta keskipitkävoima vain epälineaarisia liikkeitä.
