Читать книгу Взаимодействие электромагнитных и гравитационных сил. Формула основы частиц и сил - - Страница 7
Гравитационная постоянная (G)
ОглавлениеРоль и значение гравитационной постоянной в формуле
Гравитационная постоянная (обозначается как G) играет важную роль в формуле, известной как формула гравитационного взаимодействия.
Формула гравитационного взаимодействия, предложенная Исааком Ньютоном, имеет вид:
F_gr = (G * m1 * m2) / r^2,
где F_gr – сила гравитационного взаимодействия между двумя объектами с массами m1 и m2, r – расстояние между ними, а G – гравитационная постоянная.
Роль гравитационной постоянной заключается в определении величины силы. Конкретное значение G влияет на масштаб и силу гравитационного взаимодействия между объектами. Оно определяет, насколько сильно земная гравитация воздействует на нас и другие объекты, а также определяет силу, с которой другие небесные объекты (например, планеты и спутники) притягиваются друг к другу.
Значение гравитационной постоянной G составляет примерно 6,67430 × 10^ (-11) Nm^2/kg^2. Это очень малое число, что означает, что сила гравитационного взаимодействия между двумя объектами с небольшими массами или на больших расстояниях будет крайне слабой.
Гравитационная постоянная G определяет масштаб и интенсивность гравитационного взаимодействия во вселенной и является фундаментальной константой, которая играет важную роль в физике и астрономии.
Определение и единицы измерения гравитационной постоянной
Гравитационная постоянная (обозначается как G) – это фундаментальная константа, которая определяет величину гравитационного взаимодействия между двумя объектами с массами.
Гравитационная постоянная имеет следующее определение:
G = (F_gr * r^2) / (m1 * m2),
где F_gr – сила гравитационного взаимодействия между двумя объектами, m1 и m2 – массы этих объектов, r – расстояние между ними.
Единицы измерения гравитационной постоянной зависят от выбранной системы единиц. В СИ (системе международных единиц) гравитационная постоянная измеряется в единицах Н·м^2/кг^2 (ньютон на квадратный метр на килограмм в квадрате). Это означает, что в формуле гравитационного взаимодействия, сила измеряется в ньютонах (Н), масса – в килограммах (кг), а расстояние – в метрах (м).
В альтернативной системе измерения (Гауссовой системе) единицы гравитационной постоянной будут отличаться. В этой системе гравитационная постоянная измеряется в см^3/ (г·с^2), где см – сантиметры, г – граммы, а с – секунды.
Значение гравитационной постоянной в СИ составляет примерно 6,67430 × 10^ (-11) Н·м^2/кг^2, но в других системах единиц значение может отличаться в зависимости от выбранной производной системы единиц.
История открытия и изучения гравитационной постоянной
История открытия и изучения гравитационной постоянной (G) связана с работой нескольких ученых, которые сделали значительный вклад в понимание этой константы.
Вот краткий обзор ключевых моментов:
– В 1687 году Исаак Ньютон впервые сформулировал закон гравитации в своем известном произведении «Математические начала натуральной философии». Он предложил, что гравитационная сила между двумя объектами пропорциональна их массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Ньютон не предложил конкретное значение гравитационной постоянной, но использовал ее в своих уравнениях.
– Определение конкретного значения гравитационной постоянной впервые было выполнено в середине 18 века экспериментальным путем. Ученый Генри Кавендиш провел измерения с использованием аппаратуры, которые позволили ему найти значения гравитационной постоянной и массы Земли. В 1798 году он опубликовал свои результаты, включающие значение гравитационной постоянной, но не сопровожденное массой Земли.
– В 19 веке ученые продолжили измерять гравитационную постоянную. Первые точные измерения были выполнены в 19 веке Хенри Кавендишем, а затем другими учеными, такими как Фридрих Бессель и Карл Фридрих Гаусс.
– В 20 веке появились новые методы и приборы для измерения гравитационной постоянной. Один из наиболее точных экспериментов был выполнен с помощью «устройства с торсионным весом», разработанного американским физиком Робертом Гейлом (Robert H. Dicke).
Сегодня гравитационная постоянная измеряется с высокой точностью с использованием различных методов, включая аппаратные методы, измерение колебаний планет и анализ данных о движении небесных тел.
