Gravitacijska konstanta je konstanta proporcionalnosti, ki se uporablja v Newtonovem zakonu o splošni gravitaciji in jo običajno označuje G. V večini besedil vidimo, da je izražena kot:
G = 6.673 × 10-11 N m2 kg-2
Običajno se uporablja v enačbi:
F = (G x m)1 x m2) / r2 , pri čemer
F = sila gravitacije
G = gravitacijska konstanta
m1 = masa prvega predmeta (predpostavimo, da je masivni)
m2 = masa drugega predmeta (predpostavimo, da je manjši)
r = ločitev med obema masama
Kot pri vseh konstantah v fiziki je tudi gravitacijska konstanta empirična vrednost. To pomeni, da je dokazano z vrsto poskusov in poznejšimi opažanji.
Čeprav je gravitacijsko konstanto prvič uvedel Isaac Newton kot del njegove priljubljene publikacije leta 1687, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, je šele leta 1798 konstanto opazil v dejanskem poskusu. Ne bodite presenečeni. V fiziki je večinoma tako. Matematične napovedi običajno pred eksperimentalnimi dokazi.
Kakor koli že, prvi človek, ki ga je uspešno izmeril, je bil angleški fizik Henry Cavendish, ki je z zelo občutljivo torzijsko tehtnico meril zelo drobno silo med dvema svinčenima masama. Upoštevati je treba, da po Cavendishu, čeprav je prišlo do natančnejših meritev, izboljšave vrednosti (tj. Omogočanje pridobivanja vrednosti bližje Newtonovemu G) niso bile resnično velike.
Če pogledamo vrednost G, vidimo, da ko pomnožimo z drugimi količinami, to povzroči precej majhno silo. Razširimo to vrednost, da bomo bolje predstavili, kako majhna je v resnici: 0,00000000006673 N m2 kg-2
V redu, poglejmo zdaj, kakšna sila bi dva 1-kilogramska predmeta delovala drug na drugega, ko sta njuna geometrijska središča na razdalji 1 meter. Torej, koliko dobimo?
F = 0,00000000006673 N. Res ni veliko pomembno, če znatno povečamo obe masi.
Na primer, poskusimo najtežjo zabeleženo maso slona, 12.000 kg. Ob predpostavki, da imamo dve od teh, na razdalji 1 metra od njihovih centrov. Vem, da si je težko predstavljati, da so sloni precej trdni, ampak pojdimo naprej, ker želim poudariti pomen G.
Koliko smo torej dobili? Tudi če bi to zaokrožili, bi vseeno dobili le 0,01 N. Za primerjavo, sila, ki jo zemlja, ki jo deluje na jabolko, je približno 1 N. Ni čudno, da ne čutimo nobene sile privlačnosti, ko sedimo poleg nekoga ... razen če ste seveda moški in je ta oseba Megan Fox (še vedno bi bilo varno domnevati, da bi bila privlačnost samo ena pot).
Zato je sila gravitacije opazna šele, ko vsaj eno maso smatramo za zelo masivno, npr. planet je
Dovolite mi, da zaključim to razpravo z eno matematično vajo. Ob predpostavki, da poznate tako svojo maso kot svojo težo in poznate polmer zemlje. Vtaknite jih v enačbo zgoraj in rešite za drugo maso. Voila! Čudite se čudom, pravkar ste pridobili maso Zemlje.
Več o gravitacijski konstanti si lahko preberete tukaj, v reviji Space. Želite izvedeti več o novi raziskavi, ki ugotavlja, da se temeljna sila sčasoma ni spremenila? Med komentarji v tem članku najdete tudi nekaj vpogledov: Snemanje lomljivih struktur "Mrežnega materiala", ki se raztezajo na 270 milijonov svetlobnih let
V NASI je več o tem. Tukaj je nekaj virov:
- Gravitacija
- Enačba teže
Tu sta dve epizodi na Astronomy Cast, ki jih boste morda želeli preveriti:
- Gravitacijski valovi
- Gravitacijsko lečo
Viri:
- Wikipedia - Gravitacijski stalnica
- NASA - Enačba teže
- Učilnica fizike - Newtonov univerzalni zakon o gravitaciji
