Gravitaciona konstanta konstanta proporcionalnosti korištena u Newtonovom zakonu univerzalne gravitacije, a uobičajeno je označena sa G. U većini tekstova vidimo da je izraženo kao:
G = 6.673 × 10-11 N m2 kg-2
Obično se koristi u jednadžbi:
F = (G x m)1 x m2) / r2 , pri čemu
F = sila gravitacije
G = gravitaciona konstanta
m1 = masa prvog objekta (pretpostavimo da je masivni)
m2 = masa drugog objekta (pretpostavimo da je manji)
r = razdvajanje dviju masa
Kao i kod svih konstanti u Fizici, gravitaciona konstanta je empirijska vrijednost. To jest, dokazano je nizom eksperimenata i naknadnim opažanjima.
Iako je gravitacijsku konstantu prvi put uveo Isaac Newton kao dio svoje popularne publikacije 1687. godine, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, tek je 1798. konstanta primijećena u stvarnom eksperimentu. Nemojte se iznenaditi. U fizici je uglavnom tako. Matematička predviđanja obično prethode eksperimentalnim dokazima.
U svakom slučaju, prvi čovjek koji ga je uspješno izmjerio bio je engleski fizičar Henry Cavendish koji je mjerio vrlo sićušnu silu između dvije olovne mase pomoću vrlo osjetljive torzijske ravnoteže. Treba napomenuti da, nakon Cavendish-a, premda je bilo točnijih mjerenja, poboljšanja vrijednosti (tj. Mogućnost dobivanja vrijednosti bliže Newtonovoj G) nisu bila zaista značajna.
Gledajući vrijednost G, vidimo da kad to množimo s ostalim količinama, to rezultira prilično malom silom. Proširimo tu vrijednost da bismo vam bolje dali do znanja koliko je zapravo mala: 0.00000000006673 N m2 kg-2
Dobro, pogledajmo sada kakvu silu bi dva predmeta od 1 kg imala jedan na drugog kada su njihovi geometrijski centri udaljeni jedan metar. Dakle, koliko možemo dobiti?
F = 0,00000000006673 N. To stvarno nije bitno ako znatno povećamo obje mase.
Na primjer, pokušajmo najtežu zabilježenu masu slona, 12 000 kg. Ako pretpostavimo da imamo to dvoje, na udaljenosti od jednog metra od njihovih središta. Znam da je teško zamisliti da su slonovi prilično čvrsti, ali nastavimo tim putem jer želim naglasiti značaj G.
Pa, koliko smo dobili? Čak i da smo to zaokružili, ipak bismo dobili samo 0,01 N. Za usporedbu, sila koju zemlja vrši na jabuku iznosi otprilike 1 N. Nije ni čudo što ne osjećamo silu privlačnosti kada sjedimo pored nekoga ... osim ako, naravno, niste muškarac, a ta osoba je Megan Fox (ipak, bilo bi sigurno pretpostaviti da bi privlačnost bila samo na jedan način).
Stoga je sila gravitacije uočljiva samo onda kada barem jednu masu smatramo vrlo velikom, npr. planeta je
Dopustite mi da završim ovu raspravu s još jednom matematičkom vježbom. Pod pretpostavkom da znate i masu i težinu, a znate i polumjer zemlje. Uključite ih u jednadžbu koja je gore i riješite za drugu masu. Voila! Čudo od čuda, upravo ste stekli masu Zemlje.
Više o gravitacijskoj konstanti možete pročitati ovdje u časopisu Space. Želite li saznati više o novoj studiji koja utvrđuje da se temeljna sila nije promijenila s vremenom? Među komentarima u ovom članku možete naći i neke uvide: Zabilježite razbijanje struktura "Mračne materije" koje su promatrane u rasponu od 270 milijuna svjetlosnih godina
O tome ima više informacija u NASA-i. Evo nekoliko izvora tamo:
- Gravitacija
- Jednadžba težine
Ovdje su dvije epizode na Astronomy Cast-u koje biste trebali provjeriti:
- Gravitacijski valovi
- Gravitacijsko leće
izvori:
- Wikipedia - Gravitacijski stalni
- NASA - jednadžba težine
- Učionica fizike - Newtonov univerzalni zakon gravitacije
