Πώς σχετίζεται η μάζα και η απόσταση με τη δύναμη της βαρυτικής δύναμης;
f =g * (m1 * m2) / r²
Οπου:
* f είναι η δύναμη της βαρύτητας
* g είναι η βαρυτική σταθερά (περίπου 6.674 x 10⁻¹ n θέση/kg²)
* m1 και m2 είναι οι μάζες των δύο αντικειμένων
* r είναι η απόσταση μεταξύ των κέντρων των δύο αντικειμένων
Ας σπάσουμε τη σχέση:
* μάζα: Όσο πιο τεράστια είναι τα αντικείμενα, τόσο ισχυρότερη είναι η βαρυτική δύναμη μεταξύ τους. Αυτό έχει νόημα διαισθητικά - η γη έχει πολύ ισχυρότερη βαρυτική έλξη από ένα μικρό βράχο, ακόμη και στην ίδια απόσταση.
* απόσταση: Καθώς η απόσταση μεταξύ των αντικειμένων αυξάνεται, η βαρυτική δύναμη μειώνεται γρήγορα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η δύναμη είναι αντιστρόφως ανάλογη προς το τετράγωνο της απόστασης. Ο διπλασιασμός της απόστασης μειώνει τη δύναμη στο ένα τέταρτο την αρχική του τιμή.
Εδώ είναι μερικά παραδείγματα:
* Πλανήτες και τα φεγγάρια τους: Το φεγγάρι κρατιέται σε τροχιά γύρω από τη γη λόγω της βαρυτικής έλξης της Γης. Η μάζα της Γης είναι πολύ μεγαλύτερη από τη Σελήνη, οπότε η δύναμη της βαρύτητας είναι αρκετά σημαντική για να κρατήσει το φεγγάρι σε τροχιά.
* Μήλα που πέφτουν από δέντρα: Το μήλο πέφτει στο έδαφος λόγω της βαρύτητας της Γης. Η μάζα της Γης είναι πολύ μεγαλύτερη από τα μήλα, δημιουργώντας μια αρκετά ισχυρή δύναμη για να τραβήξει το μήλο προς αυτό.
* Ο ήλιος και οι πλανήτες: Το τεράστιο μέγεθος του ήλιου ασκεί μια ισχυρή βαρυτική έλξη σε όλους τους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, διατηρώντας τους σε τροχιά.
Συνοπτικά: Η δύναμη της βαρυτικής δύναμης εξαρτάται τόσο από τις μάζες των αντικειμένων όσο και από την απόσταση μεταξύ τους. Περισσότερη μάζα σημαίνει ισχυρότερη δύναμη, ενώ η μεγαλύτερη απόσταση σημαίνει μια ασθενέστερη δύναμη. Αυτός ο θεμελιώδης νόμος διέπει την πρόταση των ουράνιων σωμάτων και τις αλληλεπιδράσεις των καθημερινών αντικειμένων.
