เพื่อให้สะดวกในการทำงานกับปริมาณที่แตกต่างกันในวิชาฟิสิกส์ สัญกรณ์มาตรฐานจึงถูกนำมาใช้ ต้องขอบคุณพวกเขาที่ทำให้ทุกคนจำสูตรสำคัญๆ มากมายสำหรับกระบวนการบางอย่างได้อย่างง่ายดาย ในบทความนี้ เราจะมาพิจารณาคำถามที่ว่า g. หมายถึงอะไรในทางฟิสิกส์
ปรากฏการณ์แรงโน้มถ่วง
เพื่อทำความเข้าใจความหมายของ g ในวิชาฟิสิกส์ (หัวข้อนี้ครอบคลุมในโรงเรียนมัธยมศึกษาปีที่ 7) คุณควรทำความคุ้นเคยกับปรากฏการณ์แรงโน้มถ่วง ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 17 Isaac Newton ได้ตีพิมพ์ผลงานทางวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงของเขาซึ่งเขาได้กำหนดหลักการพื้นฐานของกลศาสตร์ ในงานนี้ เขาได้แยกแยะสถานที่พิเศษที่เรียกว่ากฎความโน้มถ่วงสากล ตามที่เขาพูด ร่างกายทั้งหมดที่มีมวล จำกัด จะถูกดึงดูดเข้าหากันโดยไม่คำนึงถึงระยะห่างระหว่างพวกเขา แรงดึงดูดระหว่างวัตถุที่มีมวล m1, m2 คำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:
F=Gm1m2/r2.
ที่นี่ G - ค่าคงตัวโน้มถ่วงสากล, r -ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุในอวกาศ แรง F เรียกว่าปฏิสัมพันธ์โน้มถ่วง ซึ่งเหมือนกับแรงคูลอมบ์ ที่ลดลงตามกำลังสองของระยะทาง แต่แรงโน้มถ่วงเป็นเพียงสิ่งดึงดูดใจเท่านั้นไม่เหมือนกับแรงคูลอมบ์
เร่งความเร็วตกอย่างอิสระ
ชื่อเรื่องของย่อหน้านี้คือคำตอบของคำถามว่าตัวอักษร g หมายถึงอะไรในทางฟิสิกส์ มันถูกใช้เพราะคำภาษาละตินสำหรับ "แรงโน้มถ่วง" คือแรงโน้มถ่วง ตอนนี้ยังคงต้องเข้าใจว่าการเร่งการตกอย่างอิสระคืออะไร ในการทำเช่นนี้ ให้พิจารณาว่าแรงใดกระทำต่อวัตถุแต่ละชิ้นที่อยู่ใกล้พื้นผิวโลก ให้ร่างกายมีมวล m แล้วเราจะได้:
F=Gm M /R2=mg โดยที่ g=GM/R2
ที่นี่ M, R คือมวลและรัศมีของโลกของเรา โปรดทราบว่าแม้ว่าร่างกายจะอยู่ที่ความสูงระดับ h เหนือพื้นผิว ความสูงนี้ก็ยังน้อยกว่า R มาก ดังนั้นจึงสามารถละเว้นในสูตรได้ คำนวณค่าของ g:
g=GM/R2=6, 6710-115, 97210 24/(6371000)2=9.81 m/c2.
g ในวิชาฟิสิกส์หมายความว่าอย่างไร? ความเร่ง g คือค่าที่ความเร็วของวัตถุใดๆ ก็ตามที่ตกลงบนพื้นโลกอย่างอิสระโดยอิสระเพิ่มขึ้น จากการคำนวณพบว่าความเร็วที่เพิ่มขึ้นในแต่ละวินาทีของการล้มคือ 9.81 m / s (35.3 km / h)
โปรดทราบว่าค่า g ไม่ได้ขึ้นอยู่กับมวลกาย อันที่จริงจะเห็นได้ว่าร่างที่หนาแน่นยิ่งล้มเร็วขึ้นน้อยลงหนาแน่น. สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากได้รับผลกระทบจากแรงต้านอากาศต่างกัน และไม่ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงต่างกัน
สูตรข้างต้นช่วยให้คุณกำหนด g ไม่เพียงแต่สำหรับโลกของเรา แต่ยังสำหรับดาวเคราะห์ดวงอื่นด้วย ตัวอย่างเช่น ถ้าเราแทนมวลและรัศมีของดาวอังคารเข้าไป เราจะได้ค่า 3.7 m/s2 ซึ่งน้อยกว่าโลกเกือบ 2.7 เท่า
น้ำหนักตัวและความเร่ง g
ด้านบนเราดูว่า g หมายถึงอะไรในวิชาฟิสิกส์ ปรากฎว่านี่คือความเร่งที่วัตถุทั้งหมดตกลงไปในอากาศ และ g เป็นค่าสัมประสิทธิ์ในการคำนวณแรงโน้มถ่วงด้วย
ลองนึกถึงสถานการณ์เมื่อร่างกายได้พักผ่อน เช่น มีแก้ววางอยู่บนโต๊ะ แรงสองแรงกระทำต่อมัน - แรงโน้มถ่วงและปฏิกิริยาสนับสนุน อย่างแรกเกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วงและพุ่งลงด้านล่าง อย่างที่สองเกิดจากความยืดหยุ่นของวัสดุโต๊ะและพุ่งขึ้นด้านบน กระจกไม่ลอยขึ้นและไม่ตกโต๊ะเพียงเพราะแรงทั้งสองสมดุลกัน ในกรณีนี้ แรงที่ร่างกาย (แก้ว) กดบนฐานรองรับ (ตาราง) เรียกว่าน้ำหนักของร่างกาย เห็นได้ชัดว่านิพจน์ของมันจะอยู่ในรูปแบบ:
P=ม.ก.
น้ำหนักตัวเป็นค่าตัวแปร สูตรที่เขียนด้านบนนี้ใช้ได้สำหรับสภาวะพักหรือการเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอ หากร่างกายเคลื่อนไหวด้วยความเร่ง น้ำหนักของมันจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงก็ได้ ตัวอย่างเช่น น้ำหนักของนักบินอวกาศซึ่งบูสเตอร์เปิดตัวสู่วงโคจรต่ำของโลก เพิ่มขึ้นหลายครั้งในระหว่างการปล่อย