Beschrijving
Een gravitatieveld bestaat in elk gebied waar een deeltje onderhevig is aan een kracht die alleen afhangt van de massa en de positie van het deeltje.
Het gravitatieveld in een punt is een vectorgrootheid die gewoonlijk wordt weergegeven door het symbool g.
Het gravitatieveld in een punt wordt gedefinieerd als de kracht per massa-eenheid die zou werken op een deeltje dat zich in dat punt bevindt.
Als een testmassa m op een bepaald punt wordt onderworpen aan een kracht F, en F hangt alleen af van de massa en de positie van het deeltje, dan is het gravitatieveld op dat punt gedefinieerd als
g = Fm
Discussie
Gravitatieveld wordt soms gravitatieveldsterkte genoemd; in deze woordenlijst wordt die term vermeden omdat hij verward zou kunnen worden met de grootte van het gravitatieveld.
De kracht in de beschrijving staat bekend als gravitatiekracht en wordt vaak gewicht genoemd, maar deze laatste term moet worden vermeden omdat hij dubbelzinnig is.
Historisch werd g soms aangeduid als de versnelling ten gevolge van de zwaartekracht, omdat deze numeriek gelijk is aan de versnelling die een vrij vallend voorwerp in een zwaartekrachtsveld ondervindt.
SI-eenheid
newton per kilogram, N kg-1
Uitgedrukt in SI-grondeenheden
m s-2
Andere veelgebruikte eenheid/eenheden)
gal ( 1 gal = 0.01 N kg-1)
Wiskundige uitdrukkingen
- indien een massa m een gravitatiekracht F ondervindt, dan is het gravitatieveld op dat punt
g = Fm - De grootte van het gravitatieveld g op het aardoppervlak is gerelateerd aan de universele gravitatieconstante G
g = GMRE 2
waarbij M de massa van de aarde is en RE de straal.
Gerelateerde items
- Elektrostatisch veld
- Gravitatiepotentiaal
- Gewicht
In context
De grootte van het gravitatieveld aan het oppervlak van de aarde is ongeveer 9.8 N kg-1.
De waarde van g varieert van plaats tot plaats op het aardoppervlak. Een van de redenen hiervoor is dat g afhangt van de afstand tot het middelpunt van de aarde, en de aarde is geen perfecte bol – de straal van de aarde is aan de polen kleiner dan aan de evenaar. Ook is de dichtheid van de aarde niet uniform, zodat de massa van de aarde niet gelijkmatig is verdeeld.
Gravimetrie, waarbij het gravitatieveld aan het aardoppervlak wordt gemeten, kan informatie opleveren over de aard van de materialen in het inwendige van de aarde, bijvoorbeeld olieafzettingen. Variaties in gravimetrie, waarbij het gravitatieveld aan het aardoppervlak wordt gemeten, kunnen informatie verschaffen over de aard van de materialen in het inwendige van de aarde, b.v. olieafzettingen. Variaties in g van de orde van ~ 10-8 N kg-1 kunnen worden gedetecteerd met gevoelige instrumenten.
De versnelling van de vrije val op aarde, zoals die bijvoorbeeld wordt gemeten in een eenvoudig slingerexperiment of door de tijd te bepalen van een vallend voorwerp, wordt zowel door de draaiing van de aarde als door het plaatselijke gravitatieveld beïnvloed. De effecten van de rotatie zijn het grootst op lage breedtegraden (dicht bij de evenaar), maar zelfs op de evenaar verminderen rotatie-effecten de versnelling van de vrije val met slechts ongeveer 3 × 10-2 m s-1, zodat zulke effecten vaak kunnen worden genegeerd