Kiihtyvyys vs gravitaatiokenttä
Kiihtyvyys ja painovoimakenttä ovat kaksi käsitettä, joita käsitellään fysiikan mekaniikassa. Nämä kaksi käsitettä ovat yhtä tärkeitä, kun kyse on luonnon mekaniikan ymmärtämisestä. On elintärkeää saada hyvä käsitys kiihtyvyydestä ja gravitaatiokentästä tähtitieteen, fysiikan, tekniikan ja rakettitieteen aloilla. Joillekin ihmisille nämä kaksi käsitettä näyttäisivät jokseenkin samanlaisilta, toisille nämä kaksi näyttävät täysin sopimattomilta. Tässä artikkelissa saamme hyvän käsityksen siitä, mitä ovat gravitaatiokenttä ja kiihtyvyys, niiden määritelmät, yhtäläisyydet ja lopuksi niiden erot.
Kiihdytys
Kiihtyvyys määritellään kappaleen nopeuden muutosnopeudeksi. On tärkeää huomata, että kiihdytys vaatii aina kohteeseen vaikuttavan nettovoiman. Tämä kuvataan Newtonin toisessa liikesäännössä. Toinen laki sanoo, että kappaleeseen kohdistuva nettovoima F on yhtä suuri kuin kappaleen lineaarisen liikemäärän muutosnopeus. Koska lineaarinen liikemäärä saadaan kappaleen massan ja nopeuden tulolla ja massa ei muutu ei-relativistisella asteikolla, voima on yhtä suuri kuin massa kertaa nopeuden muutosnopeus, joka on kiihtyvyys. Tälle voimalle voi olla useita syitä. Sähkömagneettinen voima, gravitaatiovoima ja mekaaninen voima ovat muutamia mainitaksemme. Läheisen massan aiheuttamaa kiihtyvyyttä kutsutaan painovoimakiihtyvyydeksi. On huomioitava, että jos esineeseen ei kohdistu nettovoimaa, esine ei muuta itsensä nopeutta, oli se sitten liikkuva tai paikallaan. Huomaa, että kohteen liike ei vaadi voimaa, mutta kiihtyvyys vaatii aina voimaa.
Gravitaatiokenttä
Gravitaatiokenttä on käsite ja menetelmä minkä tahansa massan omaavan kohteen ympärillä tapahtuvien ilmiöiden laskemiseen ja selittämiseen. Gravitaatiokenttä määritellään minkä tahansa massan ympärille. Newtonin universaalin gravitaatiolain mukaan kaksi massaa M ja m jaettuna äärellisellä etäisyydellä r kohdistavat voiman F=G M m / r2 toisiinsa. Jos otetaan tapaus m=1, saadaan uusi yhtälö, jossa F=GM/r2 Etäisyydellä r massasta olevan pisteen gravitaatiokentän intensiteetti on määritelty. voimana massayksikköä kohti pisteessä r, tätä kutsutaan yleisesti nimellä g, jossa g=GM/r2 Koska tiedämme F=ma ja F=GMm/r 2, voimme nähdä, että a=GM/r2 Tämä tarkoittaa, että gravitaatiokentän intensiteetti ja painovoiman aiheuttama kiihtyvyys ovat samat. Tätä kiihtyvyyttä kutsutaan painovoimakiihtyvyydeksi.
Mitä eroa on kiihtyvyyden ja painovoimakentän välillä?
• Kiihtyvyys on vektori, kun taas gravitaatiokenttä on käsite, jota käytetään kuvaamaan massojen käyttäytymistä tietyn massan ympärillä.
• Gravitaatiokentän intensiteetti on vektori, ja se on yhtä suuri kuin painovoimakiihtyvyys siinä kohdassa.
• Gravitaatiokiihtyvyys on aina kohdetta kohti, kun taas kiihtyvyys voi yleensä olla mihin tahansa suuntaan, kunhan nettovoima on samassa suunnassa.
