式
2つのオブジェクト間の重力は、ニュートンの普遍的な重力の法則によって与えられます。
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f =g *(m1 * m2) / r^2
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どこ:
* f 重力の力です(ニュートンで)
* g 重力定数です(約6.674×10^-11nm²/kg²)
* m1 地球の質量です(約5.972×10^24 kg)
* m2 ボールの質量です(キログラム単位)
* r 地球の中心とボールの中心の間の距離です(地球の半径とボールが落とされる高さHのほぼ半径)
重要なメモ:
* 近似としての地球の重力: ほとんどの場合、地球の表面近くのオブジェクトを扱う場合、単純化された式 `f =m * g`ここで、「g」は重力による加速(約9.81 m/s²)を使用します。この式は、地球の表面からボールまでの距離が地球の半径よりもはるかに小さいため、適切な近似です。
* ボールはまた、地球に重力を発揮します: 普遍的重力のニュートンの法則は両方向に機能します。ボールは地球に力を発揮しますが、地球の質量は非常に大きいため、この力は無視できます。
例
10メートルの高さから0.5 kgのボールを落とすとしましょう。
1。 r:を見つけます 地球の半径は約6,371,000メートルです。したがって、r =6,371,000 m + 10m≈6,371,010m。
2。 f:を計算します
f =(6.674×10^-11nm² /kg²) *(5.972×10^24 kg) *(0.5 kg) /(6,371,010 m)²
f≈4.9n
この例は、ボールの重力が単純化された式 `f =m * g`(f =0.5 kg * 9.81 m/s²=4.9 n)を使用しているのとほぼ同じであることを示しています。
結論:
地球とボールの間の重力は、ニュートンの普遍的重力の法則を使用して技術的に計算されますが、単純化された式「F =M * g」は、地球の表面近くのオブジェクトを含むほとんどのシナリオに適した近似です。