Hvad er Newtons lov om universel tyngdekraft?

Når NASA sender raketter i rummet, er de nødt til at kæmpe med meget mere end bare astronauttræning, brændstofbelastninger og et overordnet missionsmål. De astrofysikere, der planlægger rumrejser, skal også kæmpe med de fysiske fysiske love. Hoved blandt disse er Sir Isaac Newtons lov om universel tyngdekraft.

Lær af de bedste

Gå til sektion

• Hvad er Newtons lov om universel tyngdekraft?
• Hvad er historien om loven om universel tyngdekraft?
• Hvad er nogle anvendelser af loven om universel tyngdekraft?
• Lær mere om Chris Hadfields MasterClass

Hvad er Newtons lov om universel tyngdekraft?

Newtons lov om universel tyngdekraft siger, at to kroppe i rummet trækker hinanden med en kraft, der er proportional med deres masser og afstanden imellem dem. For store objekter, der kredser om hinanden - for eksempel månen og jorden - betyder det, at de faktisk udøver mærkbar kraft på hinanden. Det kan virke som om månen kredser om en relativt statisk jord, men faktisk roterer månen og jorden omkring et tredje punkt mellem dem. Dette punkt kaldes barycenter.

I henhold til betingelserne i Newtons lov tiltrækker ethvert objekt i universet ethvert andet objekt med en målelig kraft (uanset hvor lille den er). Styrken er:

hvordan du skaber din egen stil

• Direkte proportional med produktet af to objekters masser
• Omvendt proportionalt med kvadratet for afstanden mellem objekterne

Dette princip kan udtrykkes i ligningen: F = G mM / r ^ 2

Inden for denne ligning:

hvad er mit stigende tegn og månetegn

• F er kraftens størrelse
• m er massen af ​​det mindre objekt
• M er massen af ​​det større objekt
• r er afstanden mellem genstandens massecentre
• G er tyngdekonstanten

Hvad er historien om loven om universel tyngdekraft?

Sir Isaac Newton var den første videnskabsmand, der specifikt formulerede begrebet tyngdekraft, og hans skrifter detaljerede, hvordan tyngdeattraktion påvirker både faldende genstande og bevægelser fra himmellegemer.

Newton tog dog piggyback af observationer og teorier fra andre matematikere og fysikere, herunder: Max Kepler; Robert Hooke; Edmund Halley; og Christopher Wren.

Over 100 år efter, at Newton offentliggjorde sit arbejde, formulerede den engelske fysiker Henry Cavendish begrebet tyngdekonstanten G . Blandt andet hjalp Cavendishs arbejde med at etablere en nøjagtig værdi for Jordens samlede masse. (Når man bruger Newtons ligning til at måle jordens tyngdevirkninger på en jordbunden genstand, M ville repræsentere Jordens masse og m repræsenterer massen af ​​det jordbundne objekt.)

Hvad er nogle anvendelser af loven om universel tyngdekraft?

Loven om universel tyngdekraft gælder for mange emner inden for moderne videnskab. Disse emner inkluderer:

hvad er et f stop på et digitalkamera

• Tidevand (skabt af månens tyngdekraft på jorden)
• Interaktionen mellem to jordbundne genstande
• Samspillet mellem en jordbunden genstand og selve jorden
• Astrofysik, herunder hvordan himmellegemer udøver kraft på hinanden og på meget mindre genstande, såsom rumfartøjer.

For et rumskib, der kredser om eller forlader jorden, udøver skibet ikke meget kraft på jorden, da rumskibets masse i forhold til Jorden er lille. Den primære implikation for rumfart er, at tyngdekraften på rumskibet falder, når afstanden mellem rumskibet og jorden øges. Faktisk falder kraften hurtigt, da den divideres med afstanden i kvadrat.

Lær mere om udforskning af rummet i den tidligere astronaut Chris Hadfields MasterClass.