แรงโน้มถ่วง
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| mass/mæs/ | มวล |
| Newton's law of universal gravitation/ˈnjuːtnz lɔː ɒv ˌjuːnɪˈvɜːsl ˌɡrævɪˈteɪʃn/ | กฎแรงโน้มถ่วงสากลของนิวตัน |
| weight/weɪt/ | น้ำหนัก |
| gravitational field/ˌɡrævɪˈteɪʃənl fiːld/ | สนามแรงโน้มถ่วง |
แอปเปิ้ลและดวงจันทร์
- แรงเดียวกันที่Fallback苹果也将月球固定在轨道上
- การก้าวกระโดดของนิวตัน: มวลทุกชนิด ดึงดูด มวลทุกชนิด
- แรงดึงดูดนี้มักอ่อนเกินไปจนรู้สึกไม่ได้ -- จนกว่ามวลใดมวลหนึ่งจะมีขนาดใหญ่ระดับดาวเคราะห์
- สมการหนึ่งครอบคลุมแอปเปิ้ลที่ตก ดวงจันทร์ที่โคจร และกาแล็กซีทั้งดวง
Universal gravitation
- กฎแรงโน้มถ่วงสากลของนิวตัน ให้ความ吸引力ระหว่างมวลสองชนิด:
- มันเพิ่มขึ้นตามมวลและลดลงตาม กำลังสอง ของระยะห่าง $r$ ระหว่างพวกมัน
- $G$ คือนามตัวคงที่แรงโน้มถ่วงสากลที่มีค่าเล็กน้อย
เลือก ทุก วิธีในการเพิ่มแรงโน้มถ่วงระหว่างวัตถุสองชิ้น
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
มวลมากขึ้นหรือระยะทางน้อยลงทั้งสองอย่างนี้เพิ่ม $F_g = Gm_1m_2/r^2$; ระยะทางมากขึ้นจะลดมันลง
มวลเทียบกับน้ำหนัก
- มวล คือปริมาณสสารของวัตถุ -- มีค่าเท่าเดิมทุกที่ในจักรวาล
- น้ำหนัก คือแรงโน้มถ่วง作用于该质量的力, $F_g = mg$ -- ค่านี้จะเปลี่ยนไปตามสถานที่
- บนดวงจันทร์ มวลของคุณไม่เปลี่ยนแต่น้ำหนักของคุณประมาณหนึ่งในหก
นักบินอวกาศมีมวล $70\ \text{kg}$. น้ำหนักของเธอบนโลกคือเท่าใด (ใน N, ใช้ $g = 9.8$)?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$F_g = mg = 70 \times 9.8 = 686\ \text{N}$.
มวลของนักบินอวกาศน้อยลงบนดวงจันทร์เทียบกับบนโลก
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
มวลเป็นคุณสมบัติภายในที่ไม่เปลี่ยนไปทุกที่ สิ่งที่แตกต่างคือ น้ำหนัก (ประมาณหนึ่งในหกบนดวงจันทร์)
หินมีน้ำหนัก $60\ \text{N}$ บนโลก ($g = 9.8$). มวลของมันคือเท่าใด (ใน กก.)?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$m = F_g/g = 60/9.8 \approx 6.12\ \text{kg}$ -- และมวลนั้นยังคงเท่าเดิมบนดวงจันทร์
สนามแรงโน้มถ่วง
- Near a planet, the gravitational field strength is $g = \dfrac{GM}{r^2}$
- This $g$ is exactly the one in $F_g = mg$.
- ดาวเคราะห์ทรงกลมดึงวัตถุราวกับมวลทั้งหมดรวมอยู่ที่จุดศูนย์กลาง
ความเข้มของสนามโน้มถ่วงใกล้ดาวเคราะห์คือ $g = GM/r^{____}$
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$g = GM/r^2$ -- กฎกำลังสองย้อนกลับอีกครั้ง
ความแรงลดน้อยลงตามระยะทาง
- เนื่องจาก $1/r^2$ แรงโน้มถ่วงจึงลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อคุณเคลื่อนที่ห่างออกไป
- เมื่อเพิ่มระยะห่างจากศูนย์กลางดาวเคราะห์เป็นสองเท่า $g$ จะลดลงเหลือ หนึ่งส่วนสี่
- ดาวเทียมโคจรอยู่ไกลมาก ซึ่งแรงดึงดูด那儿อ่อนกว่าที่พื้นผิว
แรงโน้มถ่วงลดลงตามระยะทาง
แรงโน้มถ่วงระหว่างมวลสองก้อนจะอ่อนลงเมื่อพวกมันห่างกัน (เป็นกฎกำลังสองย้อนกลับ)
คุณเคลื่อนที่ไปยังระยะทางสองเท่าจากจุดศูนย์กลางของดาวเคราะห์ แรงโน้มถ่วงต่อคุณจะเป็น...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
แรงโน้มถ่วงแปรผกผันกับ $1/r^2$, ดังนั้นการเพิ่ม $r$ เป็นสองเท่าจะทำให้แรงลดลง $2^2 = 4$ เท่า
一块$10\ \text{kg}$岩石在地球和月球上的质量是相同的。
- 在地球上($g = 9.8$):重量 $= mg = 98\ \text{N}$。
- บนดวงจันทร์ ($g = 1.6$): น้ำหนัก $= 16\ \text{N}$
- มวลมีค่าคงที่; มีเพียงน้ำหนักที่เปลี่ยนแปลงไปตามสนามแรงโน้มถ่วงในพื้นที่นั้นๆ เท่านั้น
อย่าสับสนระหว่างมวลกับน้ำหนัก ตาชั่งกิโลกรัมอ่านค่า มวล ของคุณ; ส่วนแรงดึงลงเป็นนิวตันคือ น้ำหนัก นักบินอวกาศที่ลอยตัวในวงโคจรรู้สึกว่า ไร้น้ำหนัก แต่ มวล และ ความเฉื่อย ของเขายังคงไม่เปลี่ยนแปลงเลย
กฎแรงโน้มถ่วงสากล: $F_g = \dfrac{G m_1 m_2}{r^2}$ -- มวลทุกก้อนดึงดูดกันและกัน โดยลดลงตาม $1/r^2$. มวล เป็นคุณสมบัติภายใน; น้ำหนัก $= mg$ ขึ้นอยู่กับ สนามแรงโน้มถ่วง $g = GM/r^2$局部的. เคลื่อนที่ห่างออกไปสองเท่า $g$ จะลดลงเหลือหนึ่งในสี่