Tyngdefelt

Vi forklarer dig, hvad tyngdefelterne er, og hvordan deres intensitet måles. Eksempler på tyngdefelt.

1. Hvad er et tyngdefelt?

Tyngdefelt eller tyngdefelt kaldes det sæt kræfter, der i fysik repræsenterer det, vi almindeligvis kalder som tyngdekraft : en af ​​de fire grundlæggende kræfter i universet, der har tendens til at tiltrække masserne i materie mellem hinanden.

I henhold til gravitationsfelternes logik vil tilstedeværelsen af ​​en krop med masse M udsætte rummet omkring det for gravitationskræfter, hvilket ændrer egenskaberne (for eksempel bane) for alt omkring.

Faktisk, hvis et andet legeme af masse m nærmer sig tyngdefeltet til M, vil vi bemærke, at dens bevægelse ændres af tyngdekraften. Og ifølge relativitetsteorien ville endda tiden i sig selv blive påvirket af disse kræfter, fordreje den og give anledning til singulariteter såsom sorte huller, astronomiske objekter, hvis gravitationsfelt De er så stærke, at ikke engang lyset formår at undslippe dem.

Tyngdefelterne var i mange års fremtrædende teoretisk natur, forstået af klassisk (Newtonsk) fysik som et vektorfelt og af relativistisk fysik som et tensorfelt af anden orden, men opdagelsen i 2016 af gravitationsbølger foretaget af forskere af LIGO-eksperimentet ser ud til at kaste nyt lys over denne sag.

Se også: Solsystem.

1. Gravitationsfeltintensitet

Intensiteten af ​​tyngdefelterne eller, hvad der er den samme, tyngdekraktionen (eller simpelthen tyngdekraften) er repræsenteret i klassisk fysik ved symbolet g og som et vektorfelt, det vil sige linjer, der er udstyret med mening og retning .

Det er almindeligt defineret som kraften pr. Masseenhed, som en bestemt partikel vil opleve i nærværelse af en massefordeling. Det udtrykkes normalt i Newton pr. Kg (N / kg).

Formlen til beregning heraf vil være:

g = lim _{m → 0} F / m, hvor m ville være en testmasse og F tyngdekraften, der virker på den.

1. Tyngdepotentiale

Tyngdekraftpotentialet i et tyngdefelt er i Newtonian mekanik en skalarstørrelse, der måles i joule pr. Kg (J / kg), og som defineres som mængden af ​​arbejde pr. Masseenhed, der er nødvendigt for at transportere et legeme til en konstant hastighed fra uendelig til et bestemt punkt på det pågældende tyngdefelt.

Tyngdekraftpotentialet beregnes ud fra følgende formel:

V = - GM / r, hvor V er gravitationspotentialet, G er den universelle gravitationskonstant og r afstanden fra det bestemte punkt på det tyngdefelt, som massen M bevæger sig til.

1. Eksempler på tyngdefelt

Et perfekt eksempel på et tyngdefelt er solen, det vil sige den, der præsenteres af vores planetariske system, hvor planeterne kredser rundt om solen, tiltrukket af tyngdekraften i deres masse.

Et andet muligt eksempel er jordens tyngdefelt, vores egen planet, og som vi kan føle hver gang vi slipper en genstand til jorden. Sammenlignet med vores størrelse er jordens masse på 5974 x 10 ²⁴ kg så massiv, at det er vanskeligt at fastlægge dets feltets egenskaber.

Imidlertid estimeres det, at jordens tyngdekraft er mere eller mindre end 9, 8 N / kg, det vil sige en acceleration på 9, 8 m / s. Denne værdi kan svinge minimalt afhængigt af den geografiske placering, men i generelle linier præsenterer den denne værdi og har tendens til selve Jordens centrum.

Ligeledes vil tyngdefeltet være mere intens i umiddelbar nærhed af jordoverfladen end i de ydre lag af atmosfæren.