Vad betyder g i fysik? Tyngdlag, fritt fallacceleration och kroppsvikt

2024 Författare: Angel Austin | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-02 17:56

För att göra det bekvämt att arbeta med olika storheter i fysiken, används deras standardnotation. Tack vare dem kan alla enkelt komma ihåg många viktiga formler för vissa processer. I den här artikeln kommer vi att överväga frågan om vad g. betyder i fysik

Gravitationsfenomen

För att förstå vad g betyder i fysik (det här ämnet tas upp i 7:e klass på gymnasiet) bör du bekanta dig med fenomenet gravitation. I slutet av 1600-talet publicerade Isaac Newton sitt berömda vetenskapliga arbete, där han formulerade mekanikens grundläggande principer. I detta arbete pekade han ut en speciell plats för den så kallade lagen om universell gravitation. Enligt honom attraheras alla kroppar som har en ändlig massa till varandra, oavsett avståndet mellan dem. Attraktionskraften mellan kroppar med massorna m₁, m_{2 beräknas med hjälp av följande formel:}

F=Gm₁m₂/r^2.

Here G - universell gravitationskonstant, r -avståndet mellan kropparnas masscentra i rymden. Kraften F kallas för gravitationsväxelverkan, som liksom Coulombkraften minskar med kvadraten på avståndet, men till skillnad från Coulombkraften är gravitationen bara attraktiv.

Fritt fallacceleration

Rubriken på detta stycke i artikeln är svaret på frågan om vad bokstaven g betyder i fysiken. Det används eftersom det latinska ordet för "gravitation" är gravitas. Nu återstår att förstå vad fritt fallacceleration är. För att göra detta, överväg vilken kraft som verkar på varje kropp som ligger nära jordens yta. Låt kroppen ha massa m, då får vi:

F=Gm M /R²=mg, där g=GM/R^2.

Här är M, R vår planets massa och radie. Observera att även om kroppen är på en viss höjd h över ytan, så är denna höjd mycket mindre än R, så den kan ignoreras i formeln. Beräkna värdet av g:

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

Vad betyder g i fysik? Accelerationen g är det värde med vilket hastigheten för absolut varje kropp som faller fritt på jordens yta ökar. Av beräkningarna följer att hastighetsökningen för varje sekund av fallet är 9,81 m/s (35,3 km/h).

Observera att värdet på g inte beror på kroppsmassan. I själva verket kan man se att tätare kroppar faller snabbare mindretät. Detta beror på att de påverkas av olika luftmotståndskrafter och inte av olika tyngdkrafter.

Formeln ovan låter dig bestämma g inte bara för vår jord, utan också för vilken annan planet som helst. Om vi till exempel ersätter Mars massa och radie i den får vi värdet 3,7 m/s2, vilket är nästan 2,7 gånger mindre än för jorden.

Kroppsvikt och acceleration g

Ovan tittade vi på vad g betyder i fysik, det visade sig också att detta är den acceleration med vilken alla kroppar faller i luften, och g är också en koefficient vid beräkning av gravitation.

Tänk nu på situationen när kroppen är i vila, till exempel ett glas ligger på bordet. Två krafter verkar på den - gravitation och stödreaktioner. Den första är relaterad till gravitationen och är riktad nedåt, den andra beror på bordsmaterialets elasticitet och är riktad uppåt. Glaset flyger inte upp och faller inte genom bordet bara för att båda krafterna balanserar varandra. I detta fall kallas kraften med vilken kroppen (glaset) trycker på stödet (bordet) kroppens vikt. Uppenbarligen kommer uttrycket för det att ha formen:

P=mg.

Kroppsvikten är ett variabelt värde. Formeln ovan är giltig för ett tillstånd av vila eller enhetlig rörelse. Om kroppen rör sig med acceleration kan dess vikt både öka och minska. Till exempel ökar vikten av astronauter, som boostern skjuter upp i låg omloppsbana om jorden, flera gånger under uppskjutningen.