地球はどのようにして宇宙の真空を通して月に力を加えるのですか?太陽は、物質的なコミュニケーションを持たないにもかかわらず、どのようにして惑星を軌道に維持しているのでしょうか?これらの不可能なことはすべて、重力によって可能になります。しかし、それは正確にはどういう意味ですか？重力の正体とは？重力場などの意味は何ですか?ここでは、メモで、回答をお手伝いします。
重力場
ニュートンは、オブジェクトが重力によって互いに引き付け合う方法を説明するための数学的導出を定式化しました。ニュートンの重力理論は、物事がどのように機能するかを説明するかなり正確な方法です。
ニュートンは再び、重力理論を表す新しい数式に取り組みました。この例の重力場は「空間の状態」です。重力の存在を可能にする媒体は必要ありません。フィールドは真空を超えて広がることさえあります.
オブジェクトの重力場の強さは、その質量に関連しています。つまり、強度は物体の質量に比例します。オブジェクトが 1 /r2 だけ遠くに移動すると、強度も低下します。地球のように物体が重い場合、重力場は強いです。しかし宇宙では、この分野は弱い.
オブジェクトの周囲の重力場は、矢印または磁力線の 2 つの方法で定義できます。矢印は、空間のさまざまな点での力の量と方向を示しています。この場合、大きさは矢印の長さに比例します。磁力線は、空間内の特定の点で物体にかかる力の方向を教えてくれます。線の間隔は、フィールドの大きさを表します。線が互いに近づくにつれて、マグニチュードが増加します。
球殻内の重力場
球殻内に重力の法則を適用します。点は、質量「M」を持つ一様な球の円形ストリップの軸上で選択されます。
この問題は、単位面積あたりの密度が非常に薄い球状のシェルを、幅が非常に小さい円形ストリップに分離するものとしてモデル化されています。
質量要素が事前定義されているため、点はシェル内の任意の領域の対称軸上にあります。そのようなポジションを選んでも損はありません。
選択した三角形は、必要な積分を作成するために使用されます。対称システムを使用すると、重力のすべての成分が「r」に対して垂直になり、相殺されます。比較すると、「r」が付いているすべての要素が追加されます。
質量「m」では、力の微分方程式は次のように表すことができます
dF =GmdM /s² cos α
ここで、dM は質量の微分要素として知られています。
dM =σ2πRsinθRdθ
したがって、球殻の力は、与えられた角度の積分として数学的に表すことができます:
ここで、変数 s と a を使用してすべての積分を評価し、角度 で表す必要があります。ここでは、角度 θ とともに余弦の法則を使用する必要があります。
s² R² + r² – 2Rrcosθ
殻の外側の重力場:
さまざまな関係を使用する代わりに、s で積分を表現できるようになりました。方法はシェルの外側のポイントと同じですが、一部のルールが変更されています。
質量の球殻の内部では、質量点に正味の重力は作用しません。これは結果にとって重要です。なぜなら、質量 m の外側にある球対称の質量分布は、一連のそのようなシェルとして構築できるからです。これは、球対称質量分布の半径内の質量にかかる力はゼロであると結論付けています。質量「m」が球対称の質量分布内で発生した場合、その半径の外側の質量はそれに作用する正味の力に影響を与えません。
結論
したがって、上記の記事では、重力場について学びました。重力場が球殻の内部でどのように、そしてなぜ発生するのか。物理学では、重力場は、宇宙に広がる巨大な物体への影響を理解するのに役立つモデルです。
