Beskrivning
Ett gravitationsfält existerar i varje område där en partikel är utsatt för en kraft som endast beror på partikelns massa och position.
Gravitationsfältet i en punkt är en vektormängd som vanligen representeras av symbolen g.
Gravitationsfältet i en punkt definieras som den kraft per masseenhet som skulle verka på en partikel som befinner sig i den punkten.
Om en testmassa m utsätts för en kraft F i en punkt, och F endast beror på partikelns massa och position, definieras gravitationsfältet i den punkten som
g = Fm
Diskussion
Gravitationsfältet benämns ibland som gravitationsfältsstyrka; i den här ordlistan undviker man den termen, eftersom den kan förväxlas med gravitationsfältens magnitud.
Kraften i beskrivningen kallas gravitationskraft och kallas ofta för vikt, men den senare termen ska undvikas eftersom den är tvetydig.
Historiskt sett kallades g ibland för gravitationsaccelerationen eftersom den numeriskt sett är lika med den acceleration som ett fritt fallande föremål upplever i ett gravitationsfält.
SI-enhet
newton per kilogram, N kg-1
Uttryckt i SI-basenheter
m s-2
Andra vanligt förekommande osed-enhet(er)
gal ( 1 gal = 0.01 N kg-1)
Matematiska uttryck
- Om en massa m utsätts för en gravitationskraft F är gravitationsfältet i den punkten
g = Fm - Storleken på gravitationsfältet g på jordytan är relaterad till den universella gravitationskonstanten G
g = GMRE 2
där M är jordens massa och RE dess radie.
Relaterade poster
- Elektrostatiskt fält
- Gravitationspotential
- Vikt
I sammanhanget
Storleken på gravitationsfältet på jordytan är omkring 9.8 N kg-1.
Värdet av g varierar från plats till plats på jordytan. En anledning till detta är att g beror på avståndet från jordens centrum, och jorden är inte en perfekt sfär – jordens radie är mindre vid polerna än vid ekvatorn. Dessutom är jordens densitet inte jämn, så jordens massa är inte jämnt fördelad.
Gravimetri, som innebär mätningar av gravitationsfältet på ytan, kan ge information om arten av material i jordens inre, t.ex. oljefyndigheter. Variationer i gravimetri, som omfattar mätningar av ytans gravitationsfält, kan ge information om arten av material i jordens inre, t.ex. oljefyndigheter. Variationer i g i storleksordningen ~ 10-8 N kg-1 kan upptäckas med känsliga instrument.
Accelerationen vid fritt fall på jorden, som mäts t.ex. i ett enkelt pendelexperiment eller genom att mäta tiden för ett fallande föremål, påverkas av jordens rotation samt av det lokala gravitationsfältet. Rotationseffekterna är störst på låga latituder (nära ekvatorn), men även vid ekvatorn minskar rotationseffekterna accelerationen för fritt fall med endast cirka 3 × 10-2 m s-1 så sådana effekter kan ofta ignoreras
.