გრავიტაცია ფიზიკის ერთ -ერთი ფუნდამენტური ძალაა. გრავიტაციის ყველაზე მნიშვნელოვანი ასპექტი ის არის, რომ ის უნივერსალურია: ყველა ობიექტს აქვს გრავიტაციული ძალა, რომელიც იზიდავს მათ სხვა ობიექტებს. სიმძიმის ძალა, რომელიც მოქმედებს ნებისმიერ ობიექტზე, დამოკიდებულია ორივე ობიექტის მასაზე და მათ შორის მანძილზე.
ნაბიჯები
მე -2 ნაწილი 1: სიმძიმის ძალის გამოთვლა ორ ობიექტს შორის
ნაბიჯი 1. განვსაზღვროთ სიმძიმის ძალის განტოლება, რომელიც იზიდავს ობიექტს, Fგრავი = (გრ1მ2)/დ2.
ობიექტზე გრავიტაციული ძალის სწორად გამოსათვლელად, ეს განტოლება ითვალისწინებს ორივე ობიექტის მასას და რამდენად შორსაა საგნები ერთმანეთისგან. ცვლადები განისაზღვრება ქვემოთ.
- ფგრავი არის ძალა სიმძიმის გამო
- G არის უნივერსალური გრავიტაციის მუდმივი 6,673 x 10-11 ნმ2/კგ2
- მ1 არის პირველი ობიექტის მასა
- მ2 არის მეორე ობიექტის მასა
- d არის მანძილი ორი ობიექტის ცენტრებს შორის
- ხანდახან დ ასოზე ნაცვლად დაინახავთ r ასოს. ორივე სიმბოლო წარმოადგენს მანძილს ორ ობიექტს შორის.
ნაბიჯი 2. გამოიყენეთ შესაბამისი მეტრული ერთეულები
ამ კონკრეტული განტოლებისთვის თქვენ უნდა გამოიყენოთ მეტრული ერთეულები. ობიექტების მასა უნდა იყოს კილოგრამებში (კგ) და მანძილი უნდა იყოს მეტრებში (მ). თქვენ უნდა გადაკეთდეთ ამ ერთეულებზე გაანგარიშების გაგრძელებამდე.
ნაბიჯი 3. განსაზღვრეთ მოცემული ობიექტის მასა
უფრო პატარა ობიექტებისთვის, შეგიძლიათ აწონოთ ისინი სასწორით ან წონასწორობით, რათა დადგინდეს მათი წონა გრამებში. უფრო დიდი ობიექტებისთვის, თქვენ უნდა მოძებნოთ სავარაუდო მასა ცხრილში ან ინტერნეტში. ფიზიკის პრობლემებში, ობიექტის მასა ზოგადად მოგეცემათ.
ნაბიჯი 4. გაზომეთ მანძილი ორ ობიექტს შორის
თუ თქვენ ცდილობთ გამოთვალოთ სიმძიმის ძალა ობიექტსა და დედამიწას შორის, თქვენ უნდა განსაზღვროთ რამდენად შორს არის ობიექტი დედამიწის ცენტრიდან.
- დედამიწის ზედაპირიდან ცენტრამდე მანძილი არის დაახლოებით 6.38 x 106 მ
- თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ მაგიდები და სხვა რესურსები ინტერნეტით, რომლებიც მოგაწვდით დედამიწის ცენტრის სავარაუდო მანძილს ობიექტებზე ზედაპირზე სხვადასხვა სიმაღლეზე.
ნაბიჯი 5. ამოხსენი განტოლება
მას შემდეგ რაც განსაზღვრეთ თქვენი განტოლების ცვლადები, შეგიძლიათ შეაერთოთ ისინი და ამოხსნათ. დარწმუნდით, რომ თქვენი ყველა ერთეული არის მეტრული და სწორი მასშტაბით. მასა უნდა იყოს კილოგრამებში და მანძილი მეტრებში. ამოხსენი განტოლება ოპერაციების სწორი თანმიმდევრობით.
- მაგალითად: განსაზღვრეთ გრავიტაციის ძალა 68 კგ ადამიანზე დედამიწის ზედაპირზე. დედამიწის მასა არის 5.98 x 1024 კგ.
- დარწმუნდით, რომ თქვენს ყველა ცვლადს აქვს შესაბამისი ერთეული. მ1 = 5.98 x 1024 კგ, მ2 = 68 კგ, G = 6.673 x 10-11 ნმ2/კგ2და d = 6.38 x 106 მ
- დაწერეთ თქვენი განტოლება: Fგრავი = (გრ1მ2)/დ2 = [(6.67 x 10-11) x 68 x (5.98 x 1024)]/(6.38 x 106)2
- გავამრავლოთ ორი ობიექტის მასა ერთად. 68 x (5.98 x 1024) = 4.06 x 1026
- გავამრავლოთ m- ის პროდუქტი1 და მ2 გრავიტაციული მუდმივობით G. (4.06 x 1026) x (6.67 x 10-11) = 2.708 x 1016
- მოათავსეთ მანძილი ორ ობიექტს შორის. (6.38 x 106)2 = 4.07 x 1013
- გაყავით პროდუქტი G x m1 x მ2 კვადრატულ მანძილზე, რათა ვიპოვოთ სიმძიმის ძალა ნიუტონში (N). 2.708 x 1016/4.07 x 1013 = 665 ნ
- სიმძიმის ძალაა 665 ნ.
ნაწილი 2 2: დედამიწის სიმძიმის ძალის გამოთვლა
ნაბიჯი 1. გაიაზრეთ ნიუტონის მეორე მოძრაობის კანონი, F = ma
ნიუტონის მეორე მოძრაობის კანონი აცხადებს, რომ ნებისმიერი ობიექტი დააჩქარებს, როდესაც მასზე მოქმედებენ წმინდა ან გაუწონასწორებელი ძალა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თუ ძალა მოქმედებს ობიექტზე, რომელიც უფრო დიდია ვიდრე საპირისპირო მიმართულებით მოქმედი ძალები, ობიექტი დააჩქარებს უფრო დიდი ძალის მიმართულებით.
- ეს კანონი შეიძლება შეჯამდეს განტოლებით F = ma, სადაც F არის ძალა, m არის ობიექტის მასა და a არის აჩქარება.
- ამ კანონის გამოყენებით, ჩვენ შეგვიძლია გამოვთვალოთ ნებისმიერი ობიექტის სიმძიმის ძალა დედამიწის ზედაპირზე, გრავიტაციის გამო ცნობილი აჩქარების გამოყენებით.
ნაბიჯი 2. იცოდეთ აჩქარება დედამიწაზე მიზიდულობის გამო
დედამიწაზე, გრავიტაციის ძალა იწვევს ობიექტების აჩქარებას 9.8 მ/წმ სიჩქარით2რა დედამიწის ზედაპირზე შეგვიძლია გამოვიყენოთ გამარტივებული განტოლება Fგრავი = მგ სიმძიმის ძალის გამოსათვლელად.
თუ გსურთ ძალის უფრო ზუსტი მიახლოება, მაინც შეგიძლიათ გამოიყენოთ ზემოაღნიშნული განტოლება, Fგრავი = (GMდედამიწამ)/დ2 სიმძიმის ძალის დასადგენად.
ნაბიჯი 3. გამოიყენეთ შესაბამისი მეტრული ერთეულები
ამ კონკრეტული განტოლებისთვის თქვენ უნდა გამოიყენოთ მეტრული ერთეულები. ობიექტის მასა უნდა იყოს კილოგრამებში (კგ) და აჩქარება უნდა იყოს მეტრებში წამში კვადრატში (მ/წმ2). თქვენ უნდა გადაკეთდეთ ამ ერთეულებზე გაანგარიშების გაგრძელებამდე.
ნაბიჯი 4. განსაზღვრეთ მოცემული ობიექტის მასა
უფრო პატარა ობიექტებისთვის, შეგიძლიათ აწონოთ ისინი სასწორით ან წონასწორობით, რათა დადგინდეს მისი წონა კილოგრამებში (კგ). უფრო დიდი ობიექტებისთვის, თქვენ უნდა მოძებნოთ სავარაუდო მასა ცხრილში ან ინტერნეტში. ფიზიკის პრობლემებში, ობიექტის მასა ზოგადად მოგეცემათ.
ნაბიჯი 5. ამოხსენი განტოლება
მას შემდეგ რაც განსაზღვრეთ თქვენი განტოლების ცვლადები, შეგიძლიათ შეაერთოთ ისინი და ამოხსნათ. დარწმუნდით, რომ თქვენი ყველა ერთეული არის მეტრული და სწორი მასშტაბით. მასა უნდა იყოს კილოგრამებში და მანძილი მეტრებში. ამოხსენი განტოლება ოპერაციების სწორი თანმიმდევრობით.
- მოდით გამოვიყენოთ იგივე განტოლება ზემოდან და ვნახოთ რამდენად ახლოს არის მიახლოება. განსაზღვრეთ გრავიტაციის ძალა 68 კგ ადამიანზე დედამიწის ზედაპირზე.
- დარწმუნდით, რომ თქვენს ყველა ცვლადს აქვს შესაბამისი ერთეული: m = 68 კგ, g = 9.8 მ/წმ2.
- დაწერე შენი განტოლება. ფგრავი = მგ = 68*9.8 = 666 ნ
- F = mg– ით სიმძიმის ძალაა 666 N, ხოლო უფრო ზუსტი განტოლების გამოყენებით მიიღება 665 N. ძალა, როგორც ხედავთ, ეს მნიშვნელობები თითქმის იდენტურია.
ვიდეო - ამ სერვისის გამოყენებით, ზოგიერთი ინფორმაცია შეიძლება გაზიარდეს YouTube- თან
Რჩევები
- ამ ორმა ფორმულამ უნდა მისცეს ერთი და იგივე შედეგი, მაგრამ უფრო მოკლე ფორმულა უფრო ადვილი გამოსაყენებელია პლანეტის ზედაპირზე არსებული ობიექტების განხილვისას.
- გამოიყენეთ პირველი ფორმულა, თუ არ იცით აჩქარება პლანეტაზე სიმძიმის გამო, ან თუ თქვენ განსაზღვრავთ სიმძიმის ძალას ორ ძალიან დიდ ობიექტს შორის, როგორიცაა მთვარე და პლანეტა.
