Гравітаційна константа - це константа пропорційності, що використовується в Законі про загальне тяжіння Ньютона, і її зазвичай позначають Г. У більшості текстів ми бачимо це як:
G = 6.673 × 10-11 N м2 кг-2
Зазвичай він використовується в рівнянні:
F = (G x m1 х м2) / r2 , де
F = сила тяжіння
G = гравітаційна константа
м1 = маса першого об'єкта (припустимо, що він є масовим)
м2 = маса другого об'єкта (припустимо, він менший)
r = поділ між двома масами
Як і всі константи фізики, гравітаційна константа є емпіричним значенням. Тобто це доведено шляхом низки експериментів та подальших спостережень.
Хоча гравітаційна константа вперше була введена Ісааком Ньютоном у рамках його популярної публікації в 1687 році, «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica», лише в 1798 р. Константа спостерігалася в фактичному експерименті. Не дивуйся. З фізики це в основному так. Математичні прогнози зазвичай передують експериментальним доказам.
У будь-якому разі, першою людиною, яка успішно його виміряла, був англійський фізик Генрі Кавендіш, який виміряв дуже крихітну силу між двома свинцевими масами, використовуючи дуже чутливий торсіонний баланс. Слід зазначити, що після Кавендіша, хоча були більш точні вимірювання, поліпшення значень (тобто можливість отримання значень ближче до G Ньютона) не були насправді істотними.
Дивлячись на значення G, ми бачимо, що коли ми його множимо на інші величини, то це призводить до досить малої сили. Розширимо це значення, щоб краще зрозуміти, наскільки воно насправді мало: 0,00000000006673 N м2 кг-2
Гаразд, тепер давайте подивимось, яку силу би справляли два 1-кг об'єкти один на одного, коли їх геометричні центри розташовані на відстані 1 метра один від одного. Отже, скільки ми отримуємо?
F = 0,00000000006673 Н. Це дійсно не має великого значення, якщо ми істотно збільшуємо обидві маси.
Наприклад, спробуємо найважчу зафіксовану масу слона, 12 000 кг. Якщо припустити, що у нас є два з них, на відстані 1 метра один від одного від їх центрів. Я знаю, що важко уявити, що так як слони досить крепкі, але давайте просто продовжимо цей шлях, тому що я хочу зробити акцент на значенні Г.
Отже, скільки ми отримали? Навіть якби ми її округлили, ми все одно отримаємо лише 0,01 Н. Для порівняння, сила, яку земля впливає на яблуко, становить приблизно 1 Н. Недарма ми не відчуваємо жодної сили тяжіння, коли сидимо поруч з ким-небудь ... якщо, звичайно, ви не чоловік, і ця людина Меган Фокс (все-таки, можна було б припустити, що привабливість буде лише одним способом).
Тому сила тяжіння помітна лише тоді, коли ми вважаємо принаймні одну масу дуже масовою, наприклад. планети
Дозвольте мені закінчити цю дискусію ще однією математичною вправою. Якщо припустити, що ви знаєте і масу, і вагу, і радіус Землі. Підключіть їх до рівняння вище та вирішіть для іншої маси. Вуаля! Чудо дива, ви щойно отримали масу Землі.
Детальніше про гравітаційну константу ви можете прочитати тут, у «Журналі Космосу». Хочете дізнатися більше про нове дослідження, яке виявляє, що основна сила не змінилася з часом? У коментарях до цієї статті ви також можете ознайомитись із деякими відомостями: Записуючи нескінченні структури "Веб темної матерії", що спостерігаються на протязі 270 мільйонів світлових років
Більше про це в NASA. Ось пара джерел:
- Гравітація
- Рівняння ваги
Ось два епізоди на ролях Astronomy, які ви можете також перевірити:
- Гравітаційні хвилі
- Гравітаційне лінзування
Джерела:
- Вікіпедія - гравітаційний констант
- NASA - рівняння ваги
- Клас фізики - Універсальний закон гравітації Ньютона
