Ποια είναι η διαφορά στη δύναμη της βαρύτητας Ένα αντικείμενο με μάζα 23,5 kg και 14,7 kg;
Βασικές έννοιες
* βαρύτητα: Μια δύναμη έλξης μεταξύ οποιωνδήποτε δύο αντικειμένων με μάζα.
* Ο νόμος της καθολικής βαρύτητας του Νεύτωνα: Η δύναμη της βαρύτητας μεταξύ δύο αντικειμένων είναι άμεσα ανάλογη με το προϊόν των μαζών τους και αντιστρόφως ανάλογη προς το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ των κέντρων τους.
Υπολογισμός της διαφοράς
1. Το πρόβλημα: Δεν σας δίνεται η απόσταση μεταξύ των αντικειμένων. Για να υπολογίσουμε την ακριβή διαφορά στη βαρυτική δύναμη, πρέπει να γνωρίζουμε την απόσταση.
2. Παράδειγμα: Ας υποθέσουμε ότι τα αντικείμενα απέχουν 1 μέτρο. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον ακόλουθο τύπο:
* F =g * (m1 * m2) / r^2
* Πού:
* F είναι η δύναμη της βαρύτητας
* Το G είναι η βαρυτική σταθερά (περίπου 6,674 × 10^-11 N⋅m^2/kg^2)
* Τα M1 και M2 είναι οι μάζες των δύο αντικειμένων
* R είναι η απόσταση μεταξύ των κέντρων τους.
3. Υπολογισμός:
* Για το αντικείμενο 1 (23,5 kg):f1 =(6.674 × 10^-11 n⋅m^2 / kg^2) * (23.5 kg * 14.7 kg) / (1 m)^2
* Για το αντικείμενο 2 (14,7 kg):f2 =(6.674 × 10^-11 n⋅m^2 / kg^2) * (14,7 kg * 23,5 kg) / (1 m)^2
* Παρατηρήστε ότι τα F1 και F2 είναι τα ίδια! Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η βαρυτική δύναμη είναι συμμετρική.
Συμπέρασμα:
Η δύναμη της βαρύτητας μεταξύ δύο αντικειμένων είναι η ίδια ανεξάρτητα από το ποιο αντικείμενο θεωρείται η "πηγή" της δύναμης. Σε αυτό το σενάριο, η δύναμη της βαρύτητας μεταξύ του αντικειμένου των 23,5 kg και του αντικειμένου 14,7 kg είναι το ίδιο με τη δύναμη της βαρύτητας μεταξύ του αντικειμένου των 14,7 kg και του αντικειμένου 23,5 kg.
Σημαντική σημείωση: Η διαφορά στη βαρυτική δύναμη μεταξύ των δύο αντικειμένων οφείλεται μόνο στις διαφορετικές μάζες. Εάν τα αντικείμενα ήταν σε διαφορετικές αποστάσεις, η διαφορά στη βαρυτική δύναμη θα ήταν πιο σημαντική.
