Beskrivelse
Et gravitationsfelt eksisterer i ethvert område, hvor en partikel er udsat for en kraft, der kun afhænger af partikelens masse og position.
Gravitationsfeltet i et punkt er en vektormængde, der normalt repræsenteres ved symbolet g.
Gravitationsfeltet i et punkt er defineret som den kraft pr. masseenhed, der ville virke på en partikel, der befinder sig i det pågældende punkt.
Hvis en prøvemasse m er udsat for en kraft F i et punkt, og F kun afhænger af partikelens masse og position, er gravitationsfeltet i det pågældende punkt defineret som
g = Fm
Diskussion
Gravitationsfeltet omtales undertiden som gravitationsfeltets styrke; i denne ordliste undgås dette udtryk, fordi det kan forveksles med størrelsen af gravitationsfeltet.
Kraften i beskrivelsen er kendt som en gravitationskraft og kaldes ofte vægt, men sidstnævnte betegnelse skal undgås, da den er tvetydig.
Historisk set blev g undertiden omtalt som tyngdeaccelerationen, da den numerisk set er lig med den acceleration, som et frit faldende objekt oplever i et tyngdekraftfelt.
SI-enhed
newton pr. kilogram, N kg-1
Udtrykt i SI-basenheder
m s-2
Andre almindeligt usedede enhed(er)
gal ( 1 gal = 0.01 N kg-1)
Matematiske udtryk
- hvis en masse m oplever en gravitationskraft F, så er gravitationsfeltet i det pågældende punkt
g = Fm - Størrelsen af gravitationsfeltet g på Jordens overflade er relateret til den universelle gravitationskonstant G
g = GMRE 2
hvor M er Jordens masse og RE er dens radius.
Relaterede poster
- Elektrostatisk felt
- Gravitationspotentiale
- Vægt
I sammenhæng
Størrelsen af gravitationsfeltet på jordens overflade er omkring 9.8 N kg-1.
Værdien af g varierer fra sted til sted på jordens overflade. En af årsagerne hertil er, at g afhænger af afstanden fra Jordens centrum, og Jorden er ikke en perfekt kugle – Jordens radius er mindre ved polerne end ved ækvator. Jordens massefylde er heller ikke ensartet, så Jordens masse er ikke ligeligt fordelt.
Gravimetri, der omfatter målinger af gravitationsfeltet på overfladen, kan give oplysninger om arten af materialerne i Jordens indre, f.eks. olieforekomster. Variationer i Gravimetri, der omfatter målinger af overfladegravitationsfeltet, kan give oplysninger om arten af materialerne i Jordens indre, f.eks. olieforekomster. Variationer i g i størrelsesordenen ~ 10-8 N kg-1 kan påvises ved hjælp af følsomme instrumenter.
Accelerationen af det frie fald på Jorden, som f.eks. måles i et simpelt pendulforsøg eller ved at tage tid på et faldende objekt, påvirkes af Jordens rotation såvel som af det lokale gravitationsfelt. Rotationseffekterne er størst på lave breddegrader (tæt på ækvator), men selv ved ækvator reducerer rotationseffekterne kun accelerationen af det frie fald med ca. 3 × 10-2 m s-1 , så sådanne effekter kan ofte ignoreres