Svorio stiprinimas: kas tai yra, kaip ji yra matuojama ir pratimai

Gravitacijos pagreitis arba gravitacinis pagreitis yra apibrėžiamas kaip Žemės gravitacinio lauko intensyvumas. Tai yra jėga, kurią ji daro bet kuriam objektui, masės vienetui.

Tai žymima pažįstama g raidė ir jos apytikslė vertė, esanti netoli žemės paviršiaus, yra 9, 8 m / s2. Ši vertė gali būti nedidelė, atsižvelgiant į geografinę platumą ir aukštį, palyginti su jūros lygiu.

Gravitacijos jėgos charakteristikos

Gravitacinė jėga visada yra patraukli; tai yra, kad paveikti du kūnai veikia vienas kitą. Priešingai, neįmanoma, nes dangiškųjų kūnų orbitos yra uždarytos arba atviros (kometos), o atbaidanti jėga niekada negali gaminti uždaros orbitos. Tada masės visada traukia, nesvarbu, kas vyksta.

Gana gera apytikslė žemė (m ₁ ) ir Mėnulis ar obuolys (m ₂ ) yra prielaida, kad jie turi sferinę formą. Šis paveikslas yra šio reiškinio pavaizdavimas.

Eksperimentuokite, kad nustatytumėte g reikšmę

Medžiagos

- 1 metalinis sferinis.

- kelių skirtingų ilgių virvės, bent 5.

- juosta.

- Vežėjas.

- Chronometras

- Švytuoklės tvirtinimas.

- Grafinis popierius arba kompiuterio programa su skaičiuokle.

Procedūra

1. Pasirinkite vieną iš styginių ir surinkite švytuoklę. Išmatuokite eilutės ilgį + sferos spindulį. Tai bus ilgis L.
2. Nuimkite švytuoklę nuo pusiausvyros padėties maždaug 5 laipsniais (išmatuokite jį vertikale) ir leiskite jam svyruoti.
3. Kartu paleiskite chronometrą ir išmatuokite 10 svyravimų laiką. Užrašykite rezultatą.
4. Pakartokite ankstesnę procedūrą kitiems ilgiams.
5. Raskite laiką, kurį švytuoklė trunka, kad įvykdytų svyravimą (dalijant kiekvieną ankstesnį rezultatą 10).
6. Išveskite kiekvieną gautą vertę, gaunant T2
7. Diagramos popieriuje grafikuokite kiekvieną vertę T2 vertikalioje ašyje, atitinkamą L vertę horizontalioje ašyje. Būkite suderinti su padaliniais ir nepamirškite atsižvelgti į naudojamų prietaisų įvertinimo klaidą: juostos matuoklį ir chronometrą.
8. Nubrėžkite geriausią liniją, kuri atitinka pateiktus taškus.
9. Raskite minėtos linijos nuolydį, naudodami du jam priklausančius taškus (nebūtinai eksperimentinius taškus). Pridėkite eksperimentinę klaidą.
10. Ankstesni veiksmai gali būti atliekami naudojant skaičiuoklę ir galimybę sukurti ir reguliuoti tiesią liniją.
11. Nuo nuolydžio vertės g išvalyti g atitinkamą eksperimentinę neapibrėžtį.

Standartinė g vertė Žemėje, Mėnulyje ir Marse

Standartinė gravitacijos vertė žemėje yra: 9, 81 m / s2, 45 ° šiaurės platumos ir jūros lygio. Kadangi Žemė nėra tobula sfera, g vertės šiek tiek skiriasi, yra didesnės poliuose ir mažesnės pusiaujo.

Tie, kurie nori sužinoti savo vietovėje esančią vertę, gali ją atnaujinti Vokietijos metrologijos instituto PTB ( Physikalisch-Technische Bundesanstalt ) interneto svetainėje „ Gravity Information System (GIS)“.

Gravitacija Mėnulyje

Mėnulio gravitacinis laukas buvo nustatytas analizuojant kosminių zondų radijo signalus, besisukančius aplink palydovą. Jo vertė ant mėnulio paviršiaus yra 1, 62 m / s2

Gravitacija Marse

Planetos g _P vertė priklauso nuo jos masės M ir jos spindulio R taip:

Todėl:

Marso planetoje yra šie duomenys:

M = 6, 4185 x 1023 kg

R = 3390 km

G = 6, 67 x 10-11 Nm2 / kg2

Su šiais duomenimis žinome, kad Marso sunkumas yra 3, 71 m / s2. Žinoma, jūs galite taikyti tą pačią lygtį su Mėnulio ar bet kurios kitos planetos duomenimis ir įvertinti jos gravitacijos vertę.

Išspręstas pratimas: obuolys

Tarkime, kad ir Žemė, ir obuolys yra sferiniai. Žemės masė yra M = 5, 98 x 1024 kg, o jo spindulys yra R = 6, 37 x 106 m. Obuolių masė yra m = 0, 10 kg. Tarkime, nėra jokios kitos jėgos, išskyrus gravitacijos jėgą. Iš Niutono universalaus gravitacijos įstatymo rasti:

a) gravitacinė jėga, kurią Žemė daro obuoliui.

b) pagreitį, kurį patiria obuolys, išleidžiant jį iš tam tikro aukščio, pagal Niutono antrąjį įstatymą.

Sprendimas

a) Obuolys (tariamas sferinis, kaip ir Žemė) turi labai mažą spindulį, palyginti su sausumos spinduliu, ir yra panardintas į gravitacinį lauką. Akivaizdu, kad šis paveikslas nėra skalėjantis, tačiau yra gravitacinio lauko g diagrama ir jėga F, kurią žemė daro obuoliui:

Taikant Niutono universalaus gravitacijos įstatymą, atstumas tarp centrų gali būti laikomas maždaug tokiu pačiu Žemės spindulio dydžiu (aukštis, nuo kurio obuolys patenka, taip pat yra nereikšmingas, palyginti su sausumos spinduliu). Todėl:

b) pagal Niutono antrąjį įstatymą, obuoliui veikiančios jėgos dydis yra:

F = ma = mg

Remiantis ankstesniu skaičiavimu, kurio vertė yra 0, 983 N. Išlyginti abi reikšmes ir tada išvalyti pagreičio dydį:

mg = 0, 983 N

g = 0, 983 N / 0, 10 kg = 9, 83 m / s2

Tai labai geras standartinės gravitacijos vertės suderinimas.