恒星、銀河、惑星、さらには光を含む、質量またはエネルギーを持つすべてのエンティティは、自然現象である重力によって互いに引き寄せられます (または引き寄せられます)。
重力場は有限質量の物体を取り囲む力の場であり、別の物体はその質量の積に比例し、距離の 2 乗に反比例する引力を受けます。重力場の強さは、その強度によって測定されます。これは、1 単位の質量に作用する重力です。 N/kg は重力場強度の測定単位です。
重力場
重力場は、質量または質量のグループの周りの空間で発生する力場です。重力場はあらゆる方向に広がりますが、アイテムからの距離が大きくなるにつれて、重力の量は減少します。これは、質量あたりの力の単位であるキログラムあたりのニュートン (N/kg) で測定されます。重力場は、荷電粒子と磁石の電場と磁場に似ています。
距離 r だけ離れた 2 つの質量 M と m の間の重力 F は、それらの中心を結ぶ線に沿って作用し、質量に比例し、距離の 2 乗に反比例します。万有引力の法則。
F∝ Mm/r²
SI 単位系の比例定数は G、重力定数で、値は 6.67 x 10-11 Nm² kg ² です。ニュートンの万有引力の法則は次のように書き直されます:
F =GMm/r²
重力場は、その場所で小さな質量が受ける単位質量あたりの重力として定義されます。これは、質量が受ける力の方向にあるベクトル場です。質量 M の点粒子について、M から距離 r にある合成重力場強度 g の大きさは次のとおりです。
g=GM/r²
質量 m にかかる重力は、通常、その重量として知られていますが、次のようになります:
F =mg
重力場の強さ
重力場の任意の場所に置かれた単位質量にかかる力は、物体の重力場の強度または強さを定義します。したがって、単位試験質量を無限大から重力場に移すと、重力場が生成される同等のより大きな質量のためにその単位試験質量に作用する重力は、重力場強度として知られています。
重力場は、ソース質量とテスト質量の間で非接触の力で相互作用します。重力場のある点で質量 m の物体に作用する力が F の場合、その点での重力場の強さは –
g または E =F/m
g =重力場の強さ
F =重力
M =オブジェクトの質量
重ね合わせの原理
重ね合わせの原理では、2 つのベクトルを合わせることで全重力場を計算できると述べています。これは自明のように思えるかもしれませんが、物理学のすべての力に当てはまるわけではありません。素粒子間の強い力と、ブラック ホールの近くの強い重力場は、この規則に従いません。ただし、ブラック ホールの外では、単純に力をベクトルとして追加するだけで、重力だけでなく電場や磁場にも効果を発揮します。最後に、重ね合わせは 2 つだけでなく、任意の数の質量に対して機能します。総重力場は、すべての個々の質量の重力場のベクトル和です。
球殻表面の重力場強度
半径「R」、質量「M」の薄い均一な球殻が空間にあるとします。3 次元オブジェクトは空間を 3 つの部分に分割します。
– 球殻の内側。
– 球殻の表面。
– 球殻の外側。
球殻の表面 –
中心から距離「r」にある球殻の表面上の点「P」で単位試験質量を考えると、r =R.
E =-GM/R²
⇒ E =定数
結論
球殻は、球殻の内側、球殻の表面、球殻の外側の 3 つの部分に空間を分割します。球殻の表面の重力場強度:r =R、E =-GM/R² ⇒ E =定数。重力場の任意の場所に置かれた単位質量にかかる力は、オブジェクトの重力場の強度または強さを定義します。重力場が生成する同等のより大きな質量が原因で単体試験質量に加えられる重力は、重力場強度として知られています。重ね合わせの原理では、2 つのベクトルを合わせることで全重力場を計算できると述べています。
