この宇宙のすべてのオブジェクトは、重力と呼ばれる目に見えない引力で他のオブジェクトを引き付けます。自然界で最も弱い力です。重力の値は、2 つの質量の積に正比例し、それらの間の距離の 2 乗に反比例します。
歴史
リンゴ園から始まった万有引力の理論は、巨大で神秘的なブラック ホールの存在を説明するまでに発展しました。この旅は、17 世紀にガリレオによって始まりました。ガリレオは、多くの試行錯誤の末、重力による加速度の値を初めて定量的に計算することに成功しました。
この方程式は、物体が自由落下している場合、落下する物体が障害物なしで自由に移動した距離は、
S=ut+1/2at² — (式 1)
ここで、S =時間「t」内にオブジェクトが移動した距離
u =リリース時の初速度
t =かかった時間
a =重力による加速度 (自由落下の場合は g に等しい)
自由落下については、
U =0。U はリリース時の初速度、またはスローの最大高さに達した後の速度であり、常にゼロです。
したがって、式 1 から次のことがわかります。
H =½ gt²
これは、時間の 2 乗に重力による加速度を掛けると、身長が高くなることを意味します。
当時、適切な技術が不足していたため、ガリレオは一般的な理論を生み出すことができませんでした。ニュートンは 1 世紀後にこの議論に参加し、新しい重力の概念で世界に革命をもたらしました。
高さによって g がどのように変化するかを測定する式
重力による加速度の値は高さによってどのように変化しますか?
証明:重力による加速度は、
g =F/m
ここで、F は地球が質量 m の物体に及ぼす力です。この力はいくつかの要因に依存し、高さの変化はそれらの要因の 1 つです。
オブジェクトが地球の表面から高さ h に置かれていると仮定しましょう。地球による重力は、
で与えられます。F =GMm / (R+h)²
ここで、M は地球の質量、R はその半径です。
したがって、g =F/m =GM/(R+h)²
この式から、上に行くほど重力による加速度の値が減少すると結論付けることができます。
g =GM/(R+h)² =GM/R²(1+h/R)² =g’/(1+h/R)² と書くことができます
ここで、g’ =GM/R² は地表での値です。
h <
g =g’/(1+ h/R)²
≈g'( 1- 2h/R)
重力による加速度の値は地球の表面で最大になり、上に移動するとさらに減少し、h=R/2 のときにゼロになる傾向があります。重力による加速度の値は極で最大、赤道で最小です。さまざまな単位での重力による加速度の値は次のとおりです。
SI :9.8 m/s²
CGS :980 cm/s²
FPS :32.2 フィート/s²結論
