Šta g znači u fizici? Zakon univerzalne gravitacije, ubrzanja slobodnog pada i tjelesne težine

Kako bi bilo prikladno raditi s različitim količinama u fizici, koriste se njihove standardne oznake. Zahvaljujući njima, svako može lako zapamtiti mnoge važne formule za određene procese. U ovom članku ćemo razmotriti pitanje šta g znači u fizici.

Fenomen gravitacije

Da biste razumeli šta g znači u fizici (u 7. razredu srednjih škola proučavaju ovu temu), trebalo bi da se upoznate sa fenomenom gravitacije. Na kraju XVII veka Isaac Newton objavio je svoj poznati naučni rad u kojem je formulisao osnovne principe mehanike. U ovom djelu izdvojio je posebno mjesto za takozvani zakon univerzalne gravitacije. Prema njegovim riječima, sva tijela koja imaju konačnu masu privlače jedno drugo bez obzira na udaljenost između njih. Sila privlačenja između tijela sa masama m₁, m₂ izračunava se po sljedećoj formuli:

F = G * m₁* m₂/ r².

Ovdje je G univerzalna gravitaciona konstanta, r je udaljenost između centara mase tijela u svemiru. Sila F naziva se gravitaciona interakcija, koja se, poput Kulonove interakcije, smanjuje s kvadratom udaljenosti, ali za razliku od Kulonove interakcije, gravitacija je samo privlačna.

Ubrzanje slobodnog pada

Naslov ovog odlomka članka odgovor je na pitanje šta slovo g znači u fizici. Koristi se jer sa latinskog jezika riječ "gravitacija" biće gravitacija. Sada ostaje da shvatimo šta je ubrzanje slobodnog pada. Da biste to uradili, razmislite koja sila deluje na svako telo koje se nalazi blizu površine Zemlje. Neka tijelo ima masu m, onda dobijamo:

F = G*m * M / R² = m* g, gdje je g = G * M / R².

Ovdje su M, R masa i radijus naše planete. Imajte na umu da čak i ako je tijelo na određenoj visini h iznad površine, ova visina je mnogo manja od vrijednosti R, pa se može zanemariti u Formuli. Izračunajte vrijednost g:

g = G * M / R² = 6.67*10^-11*5,972*10²⁴/(6371000)² = 9,81 m / c².

Šta g znači u fizici? Ubrzanje g je takva veličina za koju se povećava brzina apsolutno svakog tijela koje slobodno pada na površinu Zemlje. Iz proračuna proizilazi da je povećanje brzine za svaku sekundu pada 9,81 m/s (35,3 km / h).

Imajte na umu da vrijednost g ne ovisi o tjelesnoj težini. Zapravo, može se primijetiti da gušća tijela padaju brže od manje gustih. To se dešava zato što na njih utiču različite sile otpora vazduha, a ne različita gravitacija.

Gornja formula vam omogućava da odredite g ne samo za našu zemlju, već i za bilo koju drugu planetu. Na primjer, ako u njega zamijenimo masu i radijus Marsa, dobićemo vrijednost od 3,7 m / s², što je skoro 2,7 puta manje nego za zemlju.

Tjelesna težina i ubrzanje g

Iznad smo pogledali šta g znači u fizici, takođe se pokazalo da je to ubrzanje kojim sva tela padaju u vazduh, a g je takođe koeficijent pri izračunavanju gravitacije.

Sada razmotrimo situaciju kada telo miruje, na primer, čaša je na stolu. Na njega utiču dvije sile-gravitacija i reakcije podrške. Prvi je povezan sa gravitacijom i usmjeren je prema dolje, drugi je zbog elastičnosti stolnog materijala i usmjeren je prema gore. Staklo ne leti i ne pada kroz stol samo zato što obje sile balansiraju jedna drugu. U ovom slučaju, sila kojom tijelo (staklo) pritiska oslonac (sto) naziva se težina tijela. Očigledno, izraz za njega poprima oblik:

P = m * g.

Tjelesna težina je varijabilna vrijednost. Gore napisana formula vrijedi za stanje mirovanja ili ujednačeno kretanje. Ako se tijelo kreće ubrzano, tada se njegova težina može povećati i smanjiti. Na primjer, težina astronauta, koju lansirno vozilo stavlja u orbitu blizu Zemlje, povećava se nekoliko puta tokom lansiranja.