Pole grawitacyjne
Jeżeli w absolutnej próżni umieścimy ciało obdarzone masą \(M\), to w przestrzeń wokół tego ciała zostanie zmieniona. W jaki sposób? Tak, że jeżeli umieścimy w tej przestrzeni jakiś obiekt próbny o masie m, to na obiekt ten będzie działać siła grawitacji i obiekt ten zacznie sie poruszać z przyspieszeniem.
Mówimy, że ciało o dowolnej masie wytwarza wokół siebie pole grawitacyjne.
Natężenie pola grawitacyjnego
Jak okreslić tę cechę przestrzeni? Mierząc wartość siły grawitacji dowolnym ciałem próbnym o masie m uzyskujemy w każdym punkcie pola wartość tej siły (umieszczamy dowolne ciało o znanej masie m w polu grawitacyjnym źródła i mierzymy jaka siła grawitacji działa na to ciało). Niestety siła ta zależy także od masy m ciała próbnego. Jeżeli podzielimy uzyskaną wartość siły grawitacji przez masę ciała próbnego, to uzyskamy wielkość opisującą pole grawitacyjne, niezależną od masy ciała próbnego.
Ta wielkość świetnie opisze nam samo pole. Jest to tak zwane natężenie pola grawitacyjnego.
gdzie:
\(\gamma\) - natężenie pola grawitacyjnego;
\(F\) - siła grawitacji działająca na ciało o masie m;
\(m\) - masa ciała próbnego.
Zauważmy, że natężenie pola grawitacyjnego jest wielkością wektorową. Kierunek i zwrot natężenia jest zgodny z kierunkiem i zwrotem siły grawitacji, a wartość (długość) tego wektora jest równa F/m.
Jednostką natężenia pola grawitacyjnego jest N/kg lub m/s2.
Linie pola grawitacyjnego
Pole grawitacyjne można ilustrować za pomocą linii natężenia pola grawitacyjnego. Wskazują one kierunek i zwrot natężenia pola w każdym punkcie. W przypadku pojedynczego źródła pola linie te układają się promieniście. Jeżeli źródłem pola jest kilka ciał, stosujemy zasadę superpozycji pól (wektorową sumę natężeń). W takim też przypadku linie pola nie są prostymi, a wektor natężenia pola jest wówczas styczny do linii pola w każdym jej punkcie.
Jeżeli linie pola grawitacyjnego są do siebie równoległe, mówimy, że pole grawitacyjne jest jednorodne.
Inne zagadnienia z tej lekcji
Prawo powszechnego ciążenia
Przyspieszenie ziemskie
Energia potencjalna w polu grawitacyjnym
Pierwsza prędkość kosmiczna
Druga prędkość kosmiczna© medianauka.pl, 2018-07-28, A-3584
Data aktualizacji artykułu: 2025-04-21