1686年、ニュートンは、物質のすべての粒子が宇宙の他のすべての粒子を引き付けると述べました.この引力的な普遍的な力は「引力」と呼ばれます。ニュートンの重力法則は、物質の任意の 2 つの粒子間の引力は、粒子の質量の積に正比例し、粒子間の距離の 2 乗に反比例するというものでした。 2 つの粒子を結ぶ線に沿って作用します。
ニュートンの万有引力の法則
質量が m1 と m2 の 2 つの粒子が r の距離にあるとします。それらの間に作用する引力が F の場合、ニュートンの万有引力の法則によると、次のようになります。
F=G(m1 m2)/r2
比例定数 G は「重力定数」と呼ばれます。 G の値は、この宇宙の粒子のすべてのペアで同じです。したがって、G は「普遍定数」とも呼ばれます。
ニュートンの万有引力の法則は点質量に適用されます。ただし、この法則は大きなオブジェクトにも当てはまります。しかしその場合、物体間の距離はそれらの質量よりもはるかに大きくなければなりません。
ニュートンの万有引力の法則のベクトル形式
2 つの質量点 m1 と m2 を考えています。 m1 と m2 の間の距離は r です。 r12 を質量 m1 から質量 m2 に向かう単位ベクトル、r21 を m2 から m1 に向かう単位ベクトルとする。次に、m2 によって m1 に作用する重力ベクトル F12 は、ベクトル関係によって大きさと方向が与えられます。
F12 =-G (m2 m1 )/r2 r12
マイナス記号は、F12 が F21 の反対側を指していることを示します。引力は引力であり、m₁ は m₂ に向かう力を経験しています。
m₁ によって m₂ に加えられる力も同様に
F21 =-G (m2 m1)/r2 r21
r21=-r12 であるため、
したがって、次のように結論付けることができます:
F12 =– F21
重力の特徴:
(i) 重力は常に引力です。
(ii) すべての力は、作用と反作用のペアとして形成されます。つまり、2 つの物体が互いに及ぼす力は、大きさは同じですが、方向は反対です。
(iii) 重力は中心的な力です。それらは常に 2 つの物体の中心を結ぶ線に沿って作用します。
(iv) 重力は、他の物体の存在や介在する媒体の特性から完全に独立しています。
重力
ニュートンの万有引力の法則では、引力を 2 つの物体間の引力として定義しています。この2つの天体のうち、1つが地球である場合、引力は重力と呼ばれます。したがって、重力は、地球が物体をその中心に向かって引き寄せる力として定義できます。重力は重力の特殊なケースです。重力により、死体は上向きに投げ出され、地表に落ちました。
重力による加速:物体を高所から自由に落下させると、物体は重力の影響で地球に向かって落下し、落下速度は継続的に増加します。このような運動で発生する加速度を「重力による加速度」と呼びます。したがって、重力による加速度は、地球に向かって自由に落下する物体の速度の増加率として定義できます。それは「g」で表されます。物体の形状、サイズ、質量などには依存しません。物体の質量を m とすると、物体に作用する重力は mg (体重) です。したがって、重力による加速度は、地球が単位質量の物体に及ぼす力と同じ大きさです。重力による加速度の単位は ms-2 または N kg-¹ です。
普遍定数 G は g とは異なります。定数 G の次元は [M-1L3T-2] で、スカラーです。 g の次元は [LT-2] で、ベクトルであり、普遍的でも定数でもありません。
結論
<オール>万有引力の法則は、多くの仮説的信念を実際に証明しました。
たとえば、万有引力の法則は、太陽の周りの惑星の動き、地球の周りの月や人工衛星の動きを説明しています。また、降雨、降雪、地球上の川の水の流れなど、これらの動きが地球とその気候にどのように影響するかを評価するのにも役立ちます。
