אנו מסבירים מהם שדות כבידה וכיצד נמדדת עוצמתם. כמו כן, דוגמאות לשדה כבידה.
מהו שדה כבידה?
שדה הכבידה או שדה הכבידה נקרא קבוצת הכוחות המייצגת, ב גוּפָנִי, מה שנהוג לכנות את כוח הכבידה: אחד מארבעת כוחות היסוד של העוֹלָם. כוח הכבידה הוא כוח משיכה בין עצמים מסיביים.
לפיהִגָיוֹן משדות כבידה, נוכחותו של גוף בעל מסה M יוצרת בחלל שסביבו שדה של כוחות כבידה שיכולים לשנות את מסלולם של עצמים מסיביים בהשפעתו.
למעשה, אם גוף אחר בעל מסה M יתקרב לשדה הכבידה של M, נבחין בכך שהוא תְנוּעָה משתנה על ידי ה כוח המשיכה. ולפי תורת היחסות, אפילו ה מזג אוויר הוא בעצמו יושפע מכוחות אלו, יעוות אותו ויוליד יחודיות כמו חורים שחורים, עצמים אסטרונומיים ששדות הכבידה שלהם כל כך חזקים שאפילו לא אוֹר מצליח לברוח מהם.
שדות כבידה היו במשך שנים רבות תיאורטיים בטבעם, מובנים על ידי הפיזיקה הקלאסית (ניוטונית) כשדה וקטור, ועל ידי הפיזיקה הרלטיביסטית כשדה טנזור מסדר שני, אך הגילוי ב-2016 של גלים נראה כי משיכות כבידה של המדענים בניסוי LIGO שופכות אור חדש על עניין זה.
עוצמת שדה הכבידה
עוצמת שדות הכבידה או, מה שזה אותו הדבר, ה תְאוּצָה של ה כוח משיכה (או פשוט כוח המשיכה) מיוצג בפיזיקה הקלאסית על ידי הסמל ז וכשדה של וקטורים, כלומר של קווים שניחנו במשמעות ו כתובת.
זה מקובל להגדיר ככוח ליחידה של מסה תחוו א חֶלְקִיק נקבע בנוכחות התפלגות המונית. זה מתבטא בדרך כלל בניוטון לקילוגרם (N / kg).
הנוסחה לחישוב שלה, אם כן, תהיה:
g = lim מ → 0 ו'/מ', כאשר m תהיה מסת מבחן ו-F כוח הכבידה הפועל עליה.
פוטנציאל כבידה
פוטנציאל הכבידה של שדה כבידה הוא, במכניקה הניוטונית, כמות סקלרית הנמדדת בג'אול לקילוגרם (J/kg) ומוגדרת ככמות שלעבודה ליחידת מסה הדרושה להובלת גוף במהירות קבועה מאינסוף לנקודה מסוימת בשדה הכבידה המדובר.
פוטנציאל הכבידה מחושב על סמך הנוסחה הבאה:
V = - GM / r, כאשר V הוא פוטנציאל הכבידה, G הוא קבוע הכבידה האוניברסלי ו-r הוא המרחק מהנקודה שבה אנו רוצים לחשב את הפוטנציאל למיקום המסה M.
דוגמאות לשדה כבידה
דוגמה מושלמת לשדה כבידה היא זו של מערכת השמש, שבו כוכבי הלכת מקיפים את השמש, נמשכים על ידי כוחות הכבידה של המסה שלהם.
דוגמה נוספת היא שדה הכבידה של כדור הארץ, זה שנוצר על ידי כדור הארץ סביבו ושנוכל להעריך כל פעם שאנו מפילים לתוכו חפץ. אני בדרך כלל. מסת כדור הארץ היא בערך 5974 x 1024 ק"ג, מה שיוצר סביבו שדה כבידה מדהים.
ידוע שכוח המשיכה של כדור הארץ הוא יותר או פחות מ-9.8 N/kg, כלומר תאוצה של 9.8m/s לכיוון מרכז כדור הארץ. ערך זה עשוי להשתנות מעט בהתאם למיקום הגיאוגרפי, אך בהנחה שהוא קבוע על פני כל פני כדור הארץ זו קירוב טוב מאוד.
בנוסף, שדה הכבידה יהיה אינטנסיבי יותר בקרבת פני כדור הארץ, מאשר בשכבות החיצוניות של כדור הארץ. אַטמוֹספֵרָה.