Gravitatsioonikonstant on Newtoni universaalse gravitatsiooni seaduses kasutatud proportsionaalsuskonstant, mida tavaliselt tähistab G. Enamikus tekstides näeme seda väljendavat järgmiselt:
G = 6,673 × 10-11 N m2 kg-2
Tavaliselt kasutatakse seda võrrandis:
F = (G x m1 x m2) / r2 , kus
F = raskusjõud
G = gravitatsioonikonstant
m1 = esimese objekti mass (oletame, et see on massiivne)
m2 = teise objekti mass (oletame, et see on väiksem)
r = kahe massi vahe
Nagu kõigi füüsika konstantide puhul, on gravitatsioonikonstant empiiriline väärtus. See tähendab, et seda tõestatakse katsete sarja ja järgnevate vaatluste abil.
Ehkki gravitatsioonikonstandi võttis esmakordselt kasutusele Isaac Newton oma populaarse väljaande osana 1687. aastal, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, täheldati konstanti tegeliku katse käigus alles 1798. aastal. Ärge imestage. See on enamasti selline füüsikas. Matemaatilised ennustused eelnevad tavaliselt eksperimentaalsetele tõenditele.
Igatahes oli esimene inimene, kes selle edukalt mõõtis, inglise füüsik Henry Cavendish, kes mõõtis väga tundlikku väändebilanssi kasutades kahe pliimassi vahelist väga väikest jõudu. Tuleb märkida, et pärast Cavendishit, ehkki täpsemaid mõõtmisi on olnud, pole väärtuste parandamine (s.o. võime saada väärtusi lähemale Newtoni G-le) olnud tegelikult märkimisväärsed.
G väärtust vaadates näeme, et kui seda korrutada teiste kogustega, on tulemuseks üsna väike jõud. Laiendame seda väärtust, et saada teile parem idee, kui väike see tegelikult on: 0.00000000006673 N m2 kg-2
Olgu, vaatame nüüd, millist jõudu avaldaks kaks 1-kilogrammist eset üksteisele, kui nende geomeetrilised keskpunktid asuvad 1 meetri kaugusel. Niisiis, kui palju me saame?
F = 0,000000006673 N. See ei oma tegelikult suurt tähtsust, kui suurendame mõlemat massi oluliselt.
Proovime näiteks elevandi kõige raskemat registreeritud massi, 12 000 kg. Eeldades, et neid on kaks, nende keskmetest üks meeter kaugusel. Ma tean, et seda on keeruline ette kujutada, kuna elevandid on üsna jõulised, kuid jätkakem seda lihtsalt, sest tahan rõhutada G tähtsust.
Niisiis, kui palju me saime? Isegi kui selle ümardada, saaksime ikkagi ainult 0,01 N. Võrdluseks on maa õunale avaldatud jõud umbes 1 N. Pole ime, et kellegi kõrval istudes ei tunne me mingit tõmbejõudu ... välja arvatud juhul, kui olete loomulikult mees ja see inimene on Megan Fox (ikkagi, võib kindlalt eeldada, et atraktsioon oleks ainult üks võimalus).
Seetõttu on gravitatsioonijõud märgatav alles siis, kui peame vähemalt ühte massi väga massiivseks, nt. planeedi oma.
Lubage mul see arutelu lõpetada veel ühe matemaatilise ülesandega. Eeldusel, et teate nii oma massi kui ka raskust ja teate maaraadiust. Ühendage need ülaltoodud võrrandiga ja lahendage teine mass. Voila! Imede ime, olete just saanud Maa massi.
Gravitatsioonikonstandi kohta saate rohkem lugeda siit ajakirjast Space Magazine. Kas soovite rohkem teada saada uue uuringu kohta, mille põhijõud pole aja jooksul muutunud? Selle artikli kommentaaride hulgas on ka mõningaid teadmisi: rekordi murdmine „Dark Matter Web” struktuuridest, mis hõlmab 270 miljonit valgusaastat kogu maailmas
NASA-s on sellest rohkem. Siin on paar allikat:
- Gravitatsioon
- Kaalvõrrand
Siin on kaks Astronomy Cast'i jagu, mida võiksite samuti vaadata:
- Gravitatsioonilised lained
- Gravitatsiooniline lääts
Allikad:
- Vikipeedia - gravitatsiooniline konstant
- NASA - kaaluvõrrand
- Füüsika klassiruum - Newtoni universaalne gravitatsiooniseadus
