Gaya gravitasi: konsep dan fitur penerapan rumus untuk perhitungannya

Gaya gravitasi adalah salah satu dari empat jenis gaya utama yang memanifestasikan dirinya dalam semua keragamannya di antara berbagai benda baik di Bumi maupun di luarnya. Selain itu, elektromagnetik, lemah dan nuklir (kuat) juga dibedakan. Mungkin, keberadaan merekalah yang disadari umat manusia sejak awal. Tentang dari sisi Bumi sudah dikenal sejak zaman kuno. Namun, berabad-abad berlalu sebelum manusia menyadari bahwa interaksi semacam ini tidak hanya terjadi antara Bumi dan benda apa pun, tetapi juga antara objek yang berbeda. Yang pertama memahami cara kerjanya adalah fisikawan Inggris I. Newton. Dialah yang membawa yang sekarang terkenal

Rumus gaya gravitasi

Newton memutuskan untuk menganalisis hukum yang digunakan planet untuk bergerak dalam sistem. Akibatnya, ia sampai pada kesimpulan bahwa rotasi benda langit mengelilingi Matahari hanya mungkin terjadi jika gaya gravitasi bekerja antara matahari dan planet itu sendiri. Menyadari bahwa benda langit berbeda dari benda lain hanya dalam ukuran dan massanya, ilmuwan tersebut memperoleh rumus berikut:

F \u003d fx (m 1 x m 2) / r 2, dimana:

  • m 1 , m 2 adalah massa dari dua benda;
  • r adalah jarak antara mereka dalam garis lurus;
  • f adalah konstanta gravitasi yang nilainya 6,668 x 10 -8 cm 3 /g x detik 2.

Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa dua objek tertarik satu sama lain. Pekerjaan gaya gravitasi dalam besarnya berbanding lurus dengan massa benda-benda ini dan berbanding terbalik dengan jarak di antara mereka, kuadrat.

Fitur penerapan rumus

Sepintas, tampaknya menggunakan deskripsi matematis dari hukum tarik-menarik cukup sederhana. Namun, jika dipikir-pikir, rumus ini hanya masuk akal untuk dua massa, yang dimensinya dapat diabaikan dibandingkan dengan jarak di antara keduanya. Dan sedemikian rupa sehingga mereka dapat diambil untuk dua poin. Namun bagaimana jika jaraknya sebanding dengan ukuran benda, dan bentuknya sendiri tidak beraturan? Bagilah mereka menjadi beberapa bagian, tentukan gaya gravitasi di antara mereka dan hitung hasilnya? Jika demikian, berapa poin yang harus diambil untuk perhitungan? Seperti yang Anda lihat, tidak semuanya sesederhana itu.
Dan jika kita memperhitungkan (dari sudut pandang matematika) bahwa intinya tidak memiliki dimensi, maka situasi seperti itu tampaknya sama sekali tidak ada harapan. Untungnya, para ilmuwan telah menemukan cara untuk membuat perhitungan dalam kasus ini. Mereka menggunakan peralatan integral dan inti dari metode ini adalah bahwa objek dibagi menjadi kubus kecil dalam jumlah tak terbatas, yang massanya terkonsentrasi di pusatnya. Kemudian rumus untuk mencari resultan gaya dibuat dan transisi batas diterapkan, dengan cara volume setiap elemen penyusun dikurangi menjadi titik (nol), dan jumlah elemen tersebut cenderung tak terhingga. Berkat pendekatan ini, beberapa kesimpulan penting diperoleh.

  1. Jika benda adalah bola (bulat), yang kerapatannya seragam, maka ia menarik benda lain ke dirinya sendiri seolah-olah semua massanya terkonsentrasi di pusatnya. Oleh karena itu, dengan beberapa kesalahan, kesimpulan ini dapat diterapkan pada planet.
  2. Ketika kerapatan suatu benda dicirikan oleh simetri bola pusat, ia berinteraksi dengan benda lain seolah-olah seluruh massanya berada pada titik simetri. Jadi, jika kita mengambil bola berongga (misalnya, atau beberapa bola bersarang satu sama lain (seperti boneka matryoshka), maka mereka akan menarik benda lain dengan cara yang sama seperti yang dilakukan titik material, memiliki massa yang sama dan terletak di tengah.


Suka artikelnya? Bagikan dengan teman!