Как рассчитать силу притяжения планеты

содержание

Как рассчитать гравитационную силу планеты?

Как рассчитать ускорение свободного падения планеты? Это сила, с которой планетарная поверхность притягивает тело массой m. Ускорение свободного падения можно рассчитать по следующей формуле: g = G . M/R², где R — средний радиус Земли, а M — масса.

Как рассчитать гравитацию объекта?

Совет для расчета силы веса какого-либо объекта на Земле заключается в том, что мы можем приблизить гравитацию к значению 10 м/с2. Таким образом, просто умножьте массу на 10, чтобы получить силу веса. Например, на человека массой 80 кг действует сила веса 800 Н.

Что определяет силу тяжести?

Сила гравитационного притяжения зависит от масс вовлеченных тел. Чем больше масса, тем больше сила притяжения между ними.

Какова величина силы тяжести?

На уровне моря гравитационное ускорение Земли составляет в среднем 9,8 м/с². Гравитация зависит от таких факторов, как масса и радиус планеты, и одинакова для всех тел, независимо от их массы.

Каково значение g?

Так называемая постоянная всемирного тяготения (G) входит в уравнение и определяет величину этой силы. Его официальное значение 6,67384 ± 0,00080 x 10-11 м3 кг-1с-2 было рассчитано Комитетом данных по науке и технологиям на основе средних измерений, проведенных до 2010 года.

Как рассчитать силу притяжения между Землей и Луной?

Гравитационная сила между Землей и Луной составляет примерно 2,0 х 10²⁰ Н. Сила притяжения между Солнцем и Луной составляет примерно 4,4 х 10 ²⁰ N. Следовательно, Сила_{Солнце–Lua} = 2,2 х Сила_{земля–Lua}.

Как имитировать гравитацию в космосе?

Для достижения искусственной гравитации с помощью центробежных сил есть два варианта: вращение с большой скоростью или наличие очень большой оси вращения. Однако человеческое тело выдерживает только скорость вращения до 3 об/мин (оборотов в минуту), устанавливая для конструкции предел в 1 км.

По какой формуле рассчитывается сила тяжести?

Математически эта связь выражается следующей формулой: P = m. g, где P — вес, m — масса, g — ускорение свободного падения.

Какова формула гравитационного поля?

Величина гравитационного поля рассчитывается как частное между силой тяготения (или путем умножения постоянной всемирного тяготения на массу планеты), деленное на расстояние от точки, где требуется узнать поле, до центра планета в квадрате.

Сколько G имеет Земля?

Номинальное «среднее» значение на поверхности Земли, известное как стандартная гравитация, по определению составляет 9.80665 м/с².

Что определяет гравитацию планеты?

Гравитацию звезды, такой как Земля или Солнце, можно рассчитать на основе закона всемирного тяготения. Ускорение свободного падения, создаваемое телом, пропорционально его массе и постоянной всемирного тяготения, а также обратно пропорционально квадрату расстояния до центра масс этого тела.

Как использовать силу гравитации?

Сила притяжения между двумя объектами равна произведению их масс, деленной на квадрат расстояния между ними. То есть, чем больше масса объекта и чем он ближе, тем больше сила его притяжения к другому объекту.

Что сильнее гравитации?

Сильное взаимодействие (или сильное ядерное взаимодействие)

Мы также не можем ее наблюдать, так как она действует на субатомном уровне, но ее интенсивность впечатляет: она в 6 тысяч триллионов триллионов триллионов (то есть 39 нулей после 6) раз сильнее гравитации.

Сколько стоит G-30?

Motorola Moto G30 — смартфон с операционной системой Android, 6. 5-дюймовым дисплеем. Лучшая цена на Motorola Moto G30 в Бразилии составляет 1.310 реалов.

Сколько стоит 1 кг G?

Таким образом, килограмм золота в настоящее время будет стоить около 300 XNUMX реалов. Также можно купить физическое золото, например, в слитках, у брокеров и компаний, специализирующихся на этом рынке.

Какова сила гравитационного поля Земли?

Величина ускорения свободного падения g около поверхности Земли составляет приблизительно 9,83 м/с².

Причина в инерции, масса Солнца намного больше массы всех остальных компонентов Солнечной системы. Третий закон Ньютона гарантирует, что сила, с которой Солнце действует на планету, такая же, как сила, с которой планета действует на Солнце, но, поскольку Солнце имеет гораздо большую массу, его ускорение намного меньше.

Почему Луна никогда не покидает Землю?

Скорость Луны касается ее пути вокруг Земли, поэтому она находится в своего рода вечном нисходящем движении и никогда не достигнет поверхности Земли. Значение его скорости достаточно велико, чтобы оставаться на орбите, следуя кривизне Земли.

Существует ли перегрузка в космосе?

Вопреки распространенному мнению, в космосе нет «нулевой гравитации». Во все времена на нас воздействовали гравитационные эффекты, создаваемые массой планет, звезд или любого тела вокруг нас. Даже посреди космического вакуума, вдали от любого тела, гравитация пронизывает все пространство.

Что такое невесомость?

Нулевая гравитация

Объекты в космосе движутся вокруг Земли под действием ее гравитации, но с горизонтальной скоростью, которая дает им ощущение постоянного падения. Это ощущение называется невесомостью.

Как свести на нет силу перегрузки?

Наука объясняет, что для того, чтобы уменьшить силу перегрузки, действующую на данное тело, необходимо, чтобы ускорение той же интенсивности, что и сила тяжести, «толкало» это же тело в направлении, противоположном направлению движения Земли.

В чем разница между весом и силой тяжести?

Сила веса, сила тяготения или просто вес – это принципиально одно и то же, однако у нас довольно часто путают понятия веса и массы, которые разные.

Какова масса 1 ньютона?

Ньютон соответствует силе, действующей на тело массой 1 кг, которая вызывает ускорение 1 м/с² в том же направлении, что и сила. Это единица, полученная из системы СИ.

Как рассчитать ускорение свободного падения?

Расчет гравитационного ускорения

Из второго закона Ньютона: F = m₁. А, где м₁ = масса любого тела. Поскольку A — постоянная (ускорения), рассчитанная по m₂ (в приведенной ниже формуле обозначено буквой m), поскольку масса звезды (например, Земли) со временем существенно не меняется.

Каковы формулы для потенциальной энергии гравитации?

В то время как сила, необходимая для подъема объекта, равна его весу, гравитационная потенциальная энергия равна его весу (mxg), умноженному на высоту ha, на которую он был поднят.

Какие три закона Кеплера?

Кеплеровы законы движения планет известны как: закон эллиптических орбит, закон площадей и закон периодов. Вместе они объясняют, как работает движение любого тела, вращающегося вокруг массивного тела, такого как планеты или звезды.

В чем разница между массой и весом?

Масса и вес — разные величины. Масса измеряет количество вещества в теле, а вес показывает отношение массы к локальному ускорению силы тяжести.

Какова перегрузка ракеты?

Самые сильные перегрузки, которые когда-либо ощущались

Астронавты регулярно подвергаются воздействию 3g во время запусков космических челноков, 8g при запуске ракеты Atlas эпохи Меркурия, 7,25g на борту ракеты Gemini Titan и около 4g при запуске Saturn 5.

Какая была самая большая перегрузка в мире?

Мировой рекорд по сопротивлению перегрузке был установлен полковником ВВС США Джоном Стэппом в 1954 году, когда он достиг ускорения 46,2 g.

Как рассчитывается вес планеты?

По словам Родни, хороший способ вычислить массу — обычно называемую весом — планеты — это наблюдать за скоростью, с которой естественный или искусственный спутник вращается вокруг взвешиваемой планеты.

Каково значение g на Луне?

Значение g на лунной поверхности равно 1,6 м/с². При таком значении вес астронавта массой 70 кг, например, будет всего 112 ньютонов, когда он будет на Луне. На Земле тот же астронавт весит почти 700 ньютонов.

Сколько ньютонов у гравитации?

Ускорение свободного падения на поверхности Земли составляет 9,80665 м/с² (фактическое значение немного различается по поверхности Земли; подробности см. в g). Эта мера известна как g._n, г_e, г_{или просто г.}

Где сила гравитации сильнее?

Где сила гравитации сильнее? Кажущаяся сила тяжести на поверхности Земли варьируется примерно на 0,7%, от 9,7639 м/с² на горе Уаскаран в Перу до 9,8337 м/с² на поверхности Северного Ледовитого океана. В крупных городах она колеблется от 9,766 9,825 м/с² в Куала-Лумпуре, Мехико и Сингапуре до XNUMX XNUMX м/с² в Осло и Хельсинки.

Как преодолеть закон всемирного тяготения?

Вы не можете просто «выключить» гравитацию. Антигравитационные пояса существуют только в фильмах или комиксах. НАСА и другие космические агентства используют устройство, позволяющее имитировать отсутствие гравитации: свободное падение.

Какая самая слабая сила в мире?

Важно отметить соотношение между ними: гравитационная сила, безусловно, самая слабая из всех, но она и самая далеко идущая, отвечающая за динамическую стабильность всей Вселенной. Теория: Мы видим в таблице, что каждая сила связана с физической теорией.

Почему гравитация влияет на свет?

Гравитационное влияние на движение легких частиц, конечно, обычно не наблюдается из-за огромной скорости света. Однако чрезвычайно массивное тело, такое как звезда, может притягивать собственный свет с достаточной интенсивностью, чтобы вызвать значительное снижение его скорости.

Насколько серьезен человек?

Вообще говоря, центр тяжести человека составляет примерно 54% ​​его роста, измеренного от земли.

Как рассчитать гравитационный вес?

Математически эта связь выражается следующей формулой: P = m. g, где P — вес, m — масса, g — ускорение свободного падения.

Вы спросили: Как рассчитать силу притяжения между Землей и Луной?

Сила гравитации между Землей и Луной составляет около 2,0 х 1020 4,4 Н. Сила тяготения между Солнцем и Луной составляет примерно 10 х 20 2,2 Н. Следовательно, Сила Солнца-Луны = XNUMX х Сила Земли-Луна. Так почему же Луна вращается вокруг Земли?

Для этого мы используем старую формулу P = m. g, где m — масса объекта, а g — ускорение свободного падения, значение которого примерно равно 10 м/с2.

Так называемая перегрузка — это единица ускорения, соответствующая ускорению силы тяжести на Земле. Стоит помнить, что это не равно G (заглавная буква), которая представляет гравитационную постоянную Ньютона. Поскольку на нее влияет гравитация, сила g может сильно различаться в зависимости от планеты, на которой вы находитесь.

Сила гравитации. Хотя Солнце намного больше Луны, оно меньше влияет на приливы и отливы из-за своего большого расстояния от Земли. … То есть сила притяжения Солнца к Земле почти в 200 раз больше, чем у Луны.

Из-за гравитации Луны она оказывает прямое влияние на Землю. Гравитационная сила спутника способна перемещать большие массы воды согласно чередованию ее фаз.

Совет для расчета силы веса какого-либо объекта на Земле заключается в том, что мы можем приблизить гравитацию к значению 10 м/с2. Таким образом, просто умножьте массу на 10, чтобы получить силу веса. Например, на человека массой 80 кг действует сила веса 800 Н.

Будучи силой притяжения между двумя телами, модуль (численное значение), с которым частица 1 притягивается к частице 2, такой же, как частица 2 притягивается к частице 1.

Эта величина определяется следующим уравнением: Центростремительное ускорение получается из отношения квадрата скорости (V) тела к радиусу (R) пройденного кругового пути.

F относится к гравитационной силе, вектору, который мы в конечном итоге хотим вычислить и передать в функцию applyForce(). … G — универсальная гравитационная постоянная, которая в нашем мире равна 6,67428 х 10^-11 метров в кубе на килограмм на секунду в квадрате.

Гравитация отвечает за определение веса объектов и заставляет их падать на землю после того, как их отпустили. Она является одной из четырех фундаментальных сил природы, остальные — электромагнетизм, слабая сила и сильная сила.

Сила притяжения между двумя объектами равна произведению их масс, деленной на квадрат расстояния между ними. То есть, чем больше масса объекта и чем он ближе, тем больше сила его притяжения к другому объекту. Это объясняет, почему мы не просто уплываем к Солнцу.

Гравитация — это сила притяжения, существующая между всеми массовыми частицами во Вселенной. Гравитация отвечает за прикрепление объектов к поверхности планет и, согласно законам движения Ньютона, отвечает за удержание объектов на орбитах друг вокруг друга.

Ньютон сделал вывод о существовании силы взаимного притяжения между всеми телами, которая будет зависеть от их массы.
…
Планета Гравитация.

Универсальное тяготение — это закон, описанный Ньютоном, который касается отношений притяжения между Солнцем и планетами Солнечной системы. … Сила пропорциональна массе планеты и массе Солнца; • Сила обратно пропорциональна квадрату расстояния, разделяющего эти два небесных тела.

Гравитационная сила – это сила притяжения, возникающая между всеми телами, имеющими массу. Планета Земля, например, способна притягивать тела вокруг себя к своему центру из-за своего гравитационного поля.

Как рассчитать силу тяжести на поверхности Земли I Для чайников

Физика I Для чайников

Исследуйте книгу Купить на Amazon

Начав с физического уравнения для силы тяжести, вы можете подставить массу и радиус Земли, чтобы рассчитать силу гравитации вблизи поверхности Земли.

Уравнение силы тяжести равно

, и это справедливо независимо от того, насколько далеко друг от друга находятся две массы.

Гравитационная сила между массой и Землей составляет вес объекта . Масса считается мерой инерции объекта, а его вес — силой, действующей на объект в гравитационном поле. На поверхности Земли две силы связаны ускорением свободного падения: F _г = мг . Килограммы и слаги — это единицы массы; ньютоны и фунты — единицы веса.

Вы можете использовать закон всемирного тяготения Ньютона, чтобы получить ускорение свободного падения g на поверхности Земли, просто зная гравитационную постоянную

G , радиус Земли и массу Земли. Сила, действующая на объект массой м ₁ вблизи поверхности Земли, равна

F = м ₁ г

Эта сила обеспечивается гравитацией между объектом и Землей, согласно формуле гравитации Ньютона, поэтому вы можете написать

Радиус Земли, r _e , составляет около 6,38 × 10 ⁶ метров, а масса Земли составляет 5,98 × 10 ²⁴ килограммов. Если подставить числа, то получится

.

Разделив обе стороны на м ₁ , вы получите ускорение свободного падения:

Закон всемирного тяготения Ньютона дает ускорение свободного падения вблизи поверхности Земли: 90,8 м/с

2 .

Конечно, вы можете измерить г , бросив яблоко и засекая время, но что в этом интересного, когда вы можете вычислить его окольным путем, который требует, чтобы вы сначала измерили массу Земли?

Эта статья из книги:

• Физика I Для чайников,

Об авторе книги:

Доктор Стивен Хольцнер написал более 40 книг по физике и программированию. Он был пишущим редактором в 9 лет.0025 PC Magazine

и преподавал в Массачусетском технологическом институте и Корнелле. Он является автором книг для чайников, в том числе «Физика для чайников», и «Основы физики для чайников». Доктор Хольцнер получил докторскую степень в Корнелле.

Эту статью можно найти в категории:

• Физика ,

widgets-close-button

Что такое ускорение за счет силы тяжести?

Ускорение свободного падения  – ускорение, приобретаемое объектом за счет силы тяжести.

Его единица СИ м/с ² . Он имеет как величину, так и направление; следовательно, это векторная величина. Ускорение свободного падения обозначается g. Стандартное значение g на поверхности земли на уровне моря составляет 9,8 м/с ² .

JEE Main 2021 LIVE Physics Paper Solutions 24 февраля Shift-1 На основе памяти

Ускорение под действием силы тяжести – формула, единицы измерения и значения

Ускорение свободного падения (g)
Символ	г
Размерная формула	М 0 Л 1 Т -2
Единица СИ	мс -2
Формула	г = ГМ/р 2
Значения g в СИ	9,806 мс -2
Значение g в СГС	980 см с -2

Содержание

• Что такое гравитация?
• Формула
• г на Земле
• Значение g с учетом высоты
• г с глубиной
• г Из-за формы Земли
• г За счет вращения

Что такое гравитация?

Гравитация — это сила, с которой земля притягивает тело к своему центру . Рассмотрим два тела с массами m _a и m _b . При приложении к двум телам равных сил их масса равна 9.0005

m _b = m _a  [a _A /a _B ]; это называется инертной массой тела.

При гравитационном воздействии на два тела,

• F _А = ГМ _А /р ² ,
• Ф _Б = ГМ _Б /р ² ,
• м _B = [F _B /F _A ] × м _A

⇒ Подробнее о гравитации:

.

• Закон всемирного тяготения Ньютона
• Гравитационная потенциальная энергия
• Интенсивность гравитационного поля

Указанная выше масса называется гравитационной массой тела

. По принципу эквивалентности инертная масса и гравитационная масса тождественны . Мы будем использовать это при получении ускорения из-за силы тяжести, указанной ниже.

Предположим, что тело [испытательная масса (м)] падает с высоты «h» над поверхностью земли [исходная масса (М)]; он начинает двигаться вниз с увеличением скорости по мере приближения к поверхности земли.

Мы знаем, что скорость тела изменяется только под действием силы; в этом случае сила обеспечивается силой тяжести.

Под действием силы тяжести тело начинает ускоряться к центру Земли, находящемуся на расстоянии «r» от пробной массы.

Тогда ma = GMm/r ² (Применяя принцип эквивалентности)

⇒ а = ГМ/р ² . . . . . . . (1)

Указанное выше ускорение связано с гравитационным притяжением Земли, поэтому мы называем это ускорением под действием силы тяжести; it  не зависит от тестовой массы. Его значение вблизи поверхности земли составляет 9,8 мс ^-2 .

Следовательно, ускорение свободного падения (g) равно = GM/r ² .

Формула ускорения свободного падения

Сила, действующая на тело под действием силы тяжести, определяется как f = мг

Где f — сила, действующая на тело, g — ускорение свободного падения, а m — масса тела.

Согласно закону всемирного тяготения f = GmM/(r+h) ²

Где,

• f = сила между двумя телами
• G = Универсальная гравитационная постоянная (6,67×10 ^-11 Нм ² /кг ² )
• м = Масса объекта
• М = Масса Земли
• r = радиус Земли
• h = высота, на которой тело находится от поверхности земли

Поскольку высота (h) пренебрежимо мала по сравнению с радиусом Земли, мы переформулируем уравнение следующим образом:

f = ГмМ/р ²

Теперь, приравнивая оба выражения,

мг = ГмМ/р ²

⇒ г = ГМ/р ²

Следовательно, формула ускорения свободного падения имеет вид g = GM/r ²

Примечание: Зависит от массы и радиуса Земли.

Это помогает нам понять следующее:

• Все тела испытывают одинаковое ускорение свободного падения, независимо от их массы.
• Его значение на Земле зависит от массы Земли, а не от массы объекта.

Ускорение под действием силы тяжести на поверхности Земли

Предполагается, что Земля представляет собой однородный твердый шар со средней плотностью. Мы это знаем,

Плотность = масса/объем

Тогда ρ = M/[4/3 πR ³ ]

⇒ M = ρ × [4/3 πR ³ ]

Мы знаем, что g = GM/R ² .

Подставив значения M, мы получим,

г = 4/3 [πρRG]

На любом расстоянии «r» от центра земли,

г = 4/3 [πρRG]

На значение ускорения свободного падения «g» влияет

• Высота над поверхностью земли.
• Глубина ниже поверхности земли.
• Форма земли.
• Вращательное движение Земли.

Вариация г в зависимости от высоты

Ускорение свободного падения на высоте (h) от поверхности земли

Рассмотрим пробную массу (м) на высоте (h) от поверхности земли. Теперь сила тяжести, действующая на пробную массу, равна

.

F = GMm/(R+h) ²

Где M — масса Земли, а R — радиус Земли. Ускорение свободного падения на определенной высоте равно «h», тогда

мг _ч = Гмм/(R+ч) ²

⇒ g _h = GM/[R ² (1+ h/R) ² ] . . . . . . (2)

Ускорение свободного падения на поверхности земли равно

.

г = ГМ/Р ² . . . . . . . . . (3)

Разделив уравнения (3) и (2), получим

г _ч = г (1+ч/R) ^-2 . . . . . . (4)

Это ускорение свободного падения на высоте над поверхностью земли. Соблюдая приведенную выше формулу, можно сказать, что значение g уменьшается с увеличением высоты объекта, а значение g становится равным нулю на бесконечном расстоянии от земли.

⇒ Проверить: Законы движения планет Кеплера

Формула приближения:

Из уравнения (4)

, когда h << R, значение g на высоте h определяется как g _h  = g/(1 – 2h/R)

Изменение g в зависимости от глубины

Рассмотрим пробную массу (m), доставленную на расстояние (d) ниже поверхности земли, ускорение свободного падения в этой точке (g _d ) получается путем взятия значения g через плотность.

На поверхности земли значение g определяется как

г = 4/3 × πρRG

На расстоянии (d) ниже поверхности земли ускорение свободного падения равно

г _d = 4/3 × πρ × (R – d) G

Разделив приведенные выше уравнения, мы получим

г _д = г (R – д)/R

• При глубине d = 0 значение g на поверхности земли g _d = g.
• При глубине d = R значение g в центре земли g _д = 0,

Изменение g из-за формы Земли

Поскольку Земля представляет собой сплюснутый сфероид , ее радиус около экватора больше , чем ее радиус у полюсов. Поскольку для исходной массы ускорение под действием силы тяжести обратно пропорционально квадрату радиуса Земли, оно меняется в зависимости от широты из-за формы Земли.

г _р /г _е = R ² _е /R ² _р

Где g _e и g _p — ускорения свободного падения на экваторе и полюсах, R _e  и R _p — радиусы Земли вблизи экватора и полюсов.

Из приведенного выше уравнения видно, что ускорение силы тяжести больше на полюсах и меньше на экваторе. Так, если человек движется от экватора к полюсам, его вес уменьшается по мере уменьшения значения g.

Изменение g из-за вращения Земли

Предположим, что тестовая масса (м) находится на широте, составляющей угол с экватором. Как мы выяснили, когда тело вращается, каждая частица тела совершает круговые движения вокруг оси вращения. В данном случае Земля вращается с постоянной угловой скоростью ω, затем пробная масса движется по круговой траектории радиуса «r» с угловой скоростью ω.

Это случай неинерциальной системы отсчета, поэтому на пробную массу действует центробежная сила (mrω ² ). Сила тяжести действует на испытательную массу по направлению к центру Земли (мг).

Поскольку обе эти силы действуют из одной и той же точки, они известны как соначальные силы, а поскольку они лежат в одной плоскости, их называют копланарными силами.

Из закона параллелограмма векторов мы знаем, что если два копланарных вектора образуют две стороны параллелограмма, то равнодействующая этих двух векторов всегда будет располагаться на диагонали параллелограмма.

Применяя закон векторов параллелограмма, мы получаем величину кажущегося значения силы тяготения на данной широте.

(мг′) ² = (мг) ² + (mrω ² ) ² + 2(мг) (mrω ² ) cos(180 – θ) . . . . . . (1)

Мы знаем, что «r» — радиус кругового пути, а «R» — радиус Земли, тогда r = Rcosθ.

Замена r = R cosθ. получаем,

g′ = g – Rω ² cos ² θ

Где g′ — кажущееся значение ускорения силы тяжести на данной широте из-за вращения Земли, а g — истинное значение силы тяжести на данной широте без учета вращения Земли.

На полюсах θ = 90°⇒ g’ = g.

На экваторе θ = 0° ⇒ g′= g – Rω ² .

Важные выводы об ускорении под действием силы тяжести  

• Для объекта, расположенного на высоте h, ускорение свободного падения меньше по сравнению с на поверхности .
• По мере увеличения глубины значение ускорения свободного падения (g) падает .
• значение g больше на полюсах и меньше на экваторе .
  

  Гравитация

Гравитационная потенциальная энергия

Часто задаваемые вопросы об ускорении под действием силы тяжести

Q1

Что означает значение 9,8 м/с

² для ускорения под действием силы тяжести?

Значение 9,8 м/с ² для ускорения свободного падения означает, что скорость свободно падающего тела изменяется на 9,8 м/с каждую секунду.

Q2

Влияет ли масса на ускорение свободного падения?

Ускорение свободного падения не зависит от массы тела.

Q3

По какой формуле вычисляется сила притяжения между двумя объектами?

Если m ₁ и m ₂ — две массы, разделенные расстоянием r.