Kuvaus
Gravitaatiokenttä on olemassa millä tahansa alueella, jossa hiukkaseen kohdistuu voima, joka riippuu vain hiukkasen massasta ja sijainnista.
Pisteen painovoimakenttä on vektorisuuruus, jota yleensä esitetään symbolilla g.
Pisteen painovoimakenttä määritellään voimana massayksikköä kohti, joka vaikuttaisi kyseisessä pisteessä sijaitsevaan hiukkaseen.
Jos koemassaan m kohdistuu jossakin pisteessä voima F, ja F riippuu vain hiukkasen massasta ja sijainnista, niin painovoimakenttä kyseisessä pisteessä määritellään kaavalla
g = Fm
Keskustelu
Gravitaatiokenttään viitataan toisinaan nimellä gravitaatiokentän voimakkuus; tässä sanastossa vältetään tätä termiä, sillä se saatetaan sekoittaa painovoimakentän voimakkuuteen.
Kuvauksessa voimaa kutsutaan gravitaatiovoimaksi ja sitä kutsutaan usein painoksi, mutta jälkimmäistä termiä vältetään, koska se on moniselitteinen.
Historiallisesti g:tä on joskus kutsuttu painovoiman aiheuttamaksi kiihtyvyydeksi, koska se on numeerisesti yhtä suuri kuin vapaasti putoavan kappaleen painovoimakentässä kokema kiihtyvyys.
SI-yksikkö
newton kilogrammaa kohti, N kg-1
Ilmoitettuna SI-perusyksiköissä
m s-2
Muita yleisesti käyttämättömiä yksikkö(iä)
gal ( 1 gal = 0.01 N kg-1)
Matemaattiset lausekkeet
- jos massaan m kohdistuu gravitaatiovoima F, niin painovoimakenttä kyseisessä pisteessä on
g = Fm - Maailman pinnalla vallitsevan painovoimakentän g suuruus liittyy universaaliin gravitaatiovakioon G
g = GMRE 2
jossa M on Maan massa ja RE sen säde.
Suhteessa olevat merkinnät
- Elektrostaattinen kenttä
- Gravitaatiopotentiaali
- Paino
Kontekstissa
Gravitaatiokentän suuruus Maan pinnalla on noin 9.8 N kg-1.
G:n arvo vaihtelee paikasta toiseen Maan pinnalla. Yksi syy tähän on se, että g riippuu etäisyydestä Maan keskipisteestä, eikä Maa ole täydellinen pallo – Maan säde on pienempi navoilla kuin päiväntasaajalla. Maan tiheys ei myöskään ole tasainen, joten Maan massa ei ole jakautunut tasaisesti.
Gravimetria, johon liittyy pinnan painovoimakentän mittauksia, voi antaa tietoa maapallon sisätiloissa olevien materiaalien luonteesta, esim. öljyesiintymistä. Vaihtelut Gravimetria, johon liittyy pinnan painovoimakentän mittauksia, voi antaa tietoa maapallon sisätiloissa olevien materiaalien, esim. öljyesiintymien, luonteesta. Herkillä mittalaitteilla voidaan havaita g:n vaihtelut suuruusluokkaa ~ 10-8 N kg-1.
Vapaan pudotuksen kiihtyvyyteen maapallolla, jota mitataan esimerkiksi yksinkertaisessa heilurikokeessa tai ajoittamalla putoava esine, vaikuttavat sekä maapallon pyöriminen että paikallinen gravitaatiokenttä. Pyörimisen vaikutukset ovat suurimmat matalilla leveysasteilla (lähellä päiväntasaajaa), mutta jopa päiväntasaajalla pyörimisvaikutukset vähentävät vapaan pudotuksen kiihtyvyyttä vain noin 3 × 10-2 m s-1 , joten tällaiset vaikutukset voidaan usein jättää huomiotta
.