Die Gravitationskonstante ist die Proportionalitätskonstante, die im Newtonschen Gesetz der universellen Gravitation verwendet wird und wird üblicherweise mit G bezeichnet. Dies unterscheidet sich von g, das die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft bezeichnet. In den meisten Texten sehen wir es ausgedrückt als:
G = 6.673 × 10 -elfNm2kg-2
Es wird normalerweise in der Gleichung verwendet:
F = (G x m1x m2) / R2, wobei
F = Schwerkraft
G = Gravitationskonstante
m1= Masse des ersten Objekts (nehmen wir an, es handelt sich um das massive)
m2= Masse des zweiten Objekts (nehmen wir an, es handelt sich um das kleinere)
r = der Abstand zwischen den beiden Massen
Wie bei allen Konstanten in der Physik ist die Gravitationskonstante ein Erfahrungswert. Das heißt, es wird durch eine Reihe von Experimenten und anschließenden Beobachtungen bewiesen.
Obwohl die Gravitationskonstante zum ersten Mal von Isaac Newton als Teil seiner populären Veröffentlichung im Jahr 1687, der Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, eingeführt wurde, wurde die Konstante erst 1798 in einem tatsächlichen Experiment beobachtet. Seien Sie nicht überrascht. In der Physik ist das meistens so. Die mathematischen Vorhersagen gehen normalerweise den experimentellen Beweisen voraus.
Wie auch immer, die erste Person, die es erfolgreich gemessen hat, war der englische Physiker Henry Cavendish, der die sehr kleine Kraft zwischen zwei Bleimassen mit einer sehr empfindlichen Torsionswaage maß. Es sollte beachtet werden, dass nach Cavendish, obwohl es genauere Messungen gab, die Verbesserungen der Werte (d.
Wenn wir uns den Wert von G ansehen, sehen wir, dass die Multiplikation mit den anderen Größen eine ziemlich kleine Kraft ergibt. Lassen Sie uns diesen Wert erweitern, um Ihnen eine bessere Vorstellung davon zu geben, wie klein er wirklich ist: 0,00000000006673 N m2kg-2
Nun gut, sehen wir uns nun an, welche Kraft zwei 1-kg-Objekte aufeinander ausüben würden, wenn ihre geometrischen Mittelpunkte 1 Meter voneinander entfernt sind. Also, wie viel bekommen wir?
F = 0,00000000006673 N. Es macht wirklich nicht viel aus, wenn wir beide Massen deutlich erhöhen.
Versuchen wir zum Beispiel die schwerste aufgezeichnete Masse eines Elefanten, 12.000 kg. Angenommen, wir haben zwei davon im Abstand von 1 Meter von ihren Zentren. Ich weiß, es ist schwer vorstellbar, da Elefanten eher stämmig sind, aber lass uns einfach so vorgehen, weil ich die Bedeutung von G betonen möchte.
Also, wie viel haben wir bekommen? Selbst wenn wir das abrunden, würden wir immer noch nur 0,01 N erhalten. Zum Vergleich: Die Kraft, die die Erde auf einen Apfel ausübt, beträgt ungefähr 1 N. Kein Wunder, dass wir keine Anziehungskraft spüren, wenn wir neben jemandem sitzen… es sei denn, Sie sind natürlich ein Mann und diese Person ist Megan Fox (trotzdem kann man davon ausgehen, dass die Anziehungskraft nur in eine Richtung besteht).
Daher macht sich die Schwerkraft nur bemerkbar, wenn wir mindestens eine Masse als sehr massiv betrachten, z.B. eines Planeten.
Erlauben Sie mir, diese Diskussion mit einer weiteren mathematischen Übung zu beenden. Angenommen, Sie kennen sowohl Ihre Masse als auch Ihr Gewicht und kennen den Radius der Erde. Setze diese in die obige Gleichung ein und löse nach der anderen Masse auf. Voila! Wunder der Wunder, Sie haben gerade die Masse der Erde erhalten.
Mehr über die Gravitationskonstante können Sie hier in Universe Today lesen. Möchten Sie mehr über a . erfahren Neue Studie, die feststellt, dass sich die grundlegende Kraft im Laufe der Zeit nicht geändert hat ? Es gibt auch einige Einblicke, die Sie unter den Kommentaren in diesem Artikel finden können: Rekordverdächtige „Dark Matter Web“-Strukturen mit einer Ausdehnung von 270 Millionen Lichtjahren beobachtet
Bei der NASA gibt es mehr darüber. Hier sind ein paar Quellen dort:
Hier sind zwei Folgen bei Astronomy Cast, die Sie sich vielleicht auch ansehen möchten:
Quellen:
