重力場｜IOPSpark

説明

重力場は、粒子の質量と位置のみに依存する力を受ける任意の領域に存在します。

ある点での重力場は、通常記号gで表されるベクトル量です。

ある点での重力場は、その点に位置する粒子に作用する単位質量あたりの力として定義されます。

ある点で試験質量mが力Fを受け、Fが粒子の質量と位置のみに依存する場合、その点での重力場は
g＝Fm

議論

重力場を重力場強度と呼ぶことがあるが、この用語は重力場の大きさとは混同する恐れがあるので避けることにしている。

記述中の力は重力と呼ばれ、重量と呼ばれることもあるが、後者は曖昧であるため、この用語は避ける。

歴史的には、gは重力場で自由落下する物体が受ける加速度と数値的に等しいため、重力による加速度と呼ばれることもあった。

SI単位

ニュートン毎キログラム、N kg-1

SI基本単位で表現

m s-2

その他一般的に使われていない単位

ガル ( 1ガル = 0. 0)

SI単位で表現した場合は、1キログラム当たり1,000ニュートン。01 N kg-1)

数学的表現

• 質量mが重力Fを受けると、その点の重力場は
  g = Fm
• 地球表面の重力場の大きさgは万有引力定数G

g = GMRE 2
ここでMは地球の質量、REは半径と関係します。

関連項目

• 静電場
• 重力ポテンシャル
• 重量

文脈

地球表面での重力場の大きさは約9.8kgである。8 N kg-1です。

地球表面の場所によって、gの値は異なります。 その理由の一つは、gが地球の中心からの距離に依存し、地球は完全な球体ではなく、地球の半径は赤道よりも極で小さくなるからである。 また、地球の密度は均一ではないので、地球の質量は均等に分布していません。

地表重力場の測定を含む重力測定は、地球内部の物質、たとえば油田などの性質について情報を提供することができます。 表面重力場の測定を含む重力測定のバリエーションは、地球内部の物質、例えば石油堆積物の性質についての情報を提供することができる。 地球上の自由落下の加速度は、例えば単純な振り子実験や落下物体の計時で測定されるが、局所的な重力場だけでなく地球の自転の影響も受ける。 自転の影響は低緯度（赤道近く）で最も大きくなるが、赤道でも自転の影響は自由落下の加速度を3×10-2 m s-1程度しか減少させないので、そのような影響は無視できる場合が多い

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