Što g znači u fizici? Zakon gravitacije, ubrzanje slobodnog pada i tjelesna težina

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-02 17:48

Kako bi bilo zgodno raditi s različitim veličinama u fizici, koristi se njihov standardni zapis. Zahvaljujući njima, svatko može lako zapamtiti mnoge važne formule za određene procese. U ovom članku razmotrit ćemo pitanje što g. znači u fizici

Fenomen gravitacije

Da biste razumjeli što znači g u fizici (ova se tema obrađuje u 7. razredu srednjih škola), trebali biste se upoznati s fenomenom gravitacije. Krajem 17. stoljeća Isaac Newton je objavio svoj poznati znanstveni rad, u kojem je formulirao osnovna načela mehanike. U ovom djelu posebno je mjesto izdvojio za tzv. zakon univerzalne gravitacije. Prema njemu, sva tijela koja imaju konačnu masu međusobno se privlače, bez obzira na udaljenost između njih. Sila privlačenja između tijela s masama m₁, m_{2 izračunava se pomoću sljedeće formule:}

F=Gm₁m₂/r^2.

Ovdje G - univerzalna gravitacijska konstanta, r -udaljenost između središta mase tijela u prostoru. Sila F naziva se gravitacijska interakcija, koja se, kao i Coulombova sila, smanjuje s kvadratom udaljenosti, ali za razliku od Coulombove sile, gravitacija je samo privlačna.

Ubrzanje slobodnog pada

Naslov ovog odlomka članka je odgovor na pitanje što slovo g znači u fizici. Koristi se jer je latinska riječ za "gravitaciju" gravitas. Sada ostaje razumjeti što je ubrzanje slobodnog pada. Da biste to učinili, razmislite koja sila djeluje na svako tijelo koje se nalazi blizu površine Zemlje. Neka tijelo ima masu m, tada dobivamo:

F=Gm M /R²=mg, gdje je g=GM/R^2.

Ovdje su M, R masa i polumjer našeg planeta. Imajte na umu da čak i ako je tijelo na određenoj visini h iznad površine, tada je ta visina puno manja od R, pa se može zanemariti u formuli. Izračunajte vrijednost g:

g=GM/R²=6, 6710^-115, 97210 24^/(6371000)2^{=9,81 m/c}2^.

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

Napominjemo da vrijednost g ne ovisi o tjelesnoj masi. Zapravo, može se vidjeti da gušća tijela manje padaju bržegusto. To se događa jer na njih utječu različite sile otpora zraka, a ne različite sile gravitacije.

Gorenja formula omogućuje vam da odredite g ne samo za našu Zemlju, već i za bilo koji drugi planet. Na primjer, ako u njega zamijenimo masu i polumjer Marsa, dobivamo vrijednost 3,7 m/s2, što je gotovo 2,7 puta manje nego za Zemlju.

Tjelesna težina i ubrzanje g

Iznad smo pogledali što znači g u fizici, također se pokazalo da je to ubrzanje s kojim sva tijela padaju u zrak, a g je također koeficijent pri izračunavanju gravitacije.

Sada razmotrite situaciju kada tijelo miruje, na primjer, čaša je na stolu. Na njega djeluju dvije sile - gravitacija i reakcije potpore. Prvi je povezan s gravitacijom i usmjeren je prema dolje, drugi je zbog elastičnosti materijala stola i usmjeren je prema gore. Čaša ne leti gore i ne pada kroz stol samo zato što se obje sile međusobno balansiraju. U tom slučaju sila kojom tijelo (staklo) pritišće oslonac (stol) naziva se težina tijela. Očito će izraz za to imati oblik:

P=mg.

Tjelesna težina je promjenjiva vrijednost. Gore napisana formula vrijedi za stanje mirovanja ili jednoliko gibanje. Ako se tijelo kreće ubrzano, tada se njegova težina može i povećati i smanjiti. Na primjer, težina astronauta, koje buster lansira u nisku Zemljinu orbitu, povećava se nekoliko puta tijekom lansiranja.