Opis
Pole grawitacyjne istnieje w każdym regionie, w którym na cząstkę działa siła zależna tylko od masy i położenia cząstki.
Pole grawitacyjne w punkcie jest wielkością wektorową przedstawianą zwykle za pomocą symbolu g.
Pole grawitacyjne w punkcie jest zdefiniowane jako siła na jednostkę masy, która działałaby na cząstkę znajdującą się w tym punkcie.
Jeśli na cząstkę o masie próbnej m działa siła F w jakimś punkcie, a F zależy tylko od masy i położenia cząstki, to pole grawitacyjne w tym punkcie definiuje się jako
g = Fm
Dyskusja
Pole grawitacyjne jest czasem określane jako natężenie pola grawitacyjnego; w tym słowniku unika się tego terminu, ponieważ może on być mylony z wielkością pola grawitacyjnego.
Siła w opisie znana jest jako siła grawitacyjna i często nazywana jest ciężarem, ale tego ostatniego terminu należy unikać, ponieważ jest on niejednoznaczny.
Historycznie, g było czasami określane jako przyspieszenie spowodowane grawitacją, ponieważ jest ono liczbowo równe przyspieszeniu doświadczanemu przez swobodnie spadający obiekt w polu grawitacyjnym.
Jednostka układu SI
newton na kilogram, N kg-1
Wyrażana w jednostkach podstawowych układu SI
m s-2
Inne powszechnie niewymawiane jednostki)
gal ( 1 gal = 0.01 N kg-1)
Wyrażenia matematyczne
- jeśli na masę m działa siła grawitacji F, to pole grawitacyjne w tym punkcie wynosi
g = Fm - Wielkość pola grawitacyjnego g na powierzchni Ziemi jest związana z uniwersalną stałą grawitacji G
g = GMRE 2
gdzie M jest masą Ziemi, a RE jej promieniem.
Pozycje powiązane
- Pole elektrostatyczne
- Potencjał grawitacyjny
- Waga
W kontekście
Wielkość pola grawitacyjnego przy powierzchni Ziemi wynosi około 9.8 N kg-1.
Wartość g różni się w zależności od miejsca na powierzchni Ziemi. Jedną z przyczyn jest to, że g zależy od odległości od środka Ziemi, a Ziemia nie jest idealną kulą – promień Ziemi jest mniejszy na biegunach niż na równiku. Ponadto gęstość Ziemi nie jest jednorodna, więc masa Ziemi nie jest równomiernie rozłożona.
Grawimetria, polegająca na pomiarach powierzchniowego pola grawitacyjnego, może dostarczyć informacji o naturze materiałów znajdujących się we wnętrzu Ziemi, np. złóż ropy naftowej. Wariacje w grawimetrii, polegające na pomiarach powierzchniowego pola grawitacyjnego, mogą dostarczyć informacji o naturze materiałów we wnętrzu Ziemi, np. złóż ropy naftowej. Zmienność g rzędu ~ 10-8 N kg-1 może być wykryta przy użyciu czułych przyrządów.
Przyspieszenie swobodnego spadania na Ziemi, mierzone na przykład w prostym eksperymencie z wahadłem lub przez pomiar czasu spadającego obiektu, jest zależne od rotacji Ziemi, jak również od lokalnego pola grawitacyjnego. Efekty rotacji są największe na niskich szerokościach geograficznych (blisko równika), ale nawet na równiku efekty rotacji zmniejszają przyspieszenie swobodnego spadania tylko o około 3 × 10-2 m s-1, więc takie efekty można często ignorować
.