En fysikstudent kan möta tyngdkraften i fysiken på två olika sätt: som accelerationen på grund av tyngdkraften på jorden eller andra himmelkroppar eller som attraktionskraften mellan alla två objekt i universum. Ja, allvar är en av de mest grundläggande krafterna i naturen.

Sir Isaac Newton utvecklade lagar för att beskriva båda. Newtons andra lag ( F _{net \u003d ma
) är tillämplig på varje nettokraft som verkar på ett föremål, inklusive tyngdkraften som upplevs i en stor kropps lokalitet, till exempel en planet. Newtons Law of Universal Gravitation, en invers kvadratisk lag, förklarar gravitationskraften eller attraktionen mellan två objekt.
Force of Gravity -}

Gravitationskraften som ett objekt upplever i ett gravitationsfält riktas alltid mot mitt i massan som genererar fältet, till exempel jordens centrum. I frånvaro av andra krafter kan det beskrivas med hjälp av den Newtonianska relationen F _{net \u003d ma
, där F netto är tyngdkraften i Newton ( N), m
är massa i kilogram (kg) och a
är acceleration på grund av tyngdkraften i m /s ^2.}

Alla föremål i en gravitationsnivå fältet, som alla klipporna på Mars, upplever samma acceleration mot fältets centrum. verkar på deras massor. Således är den enda faktorn som förändrar tyngdkraften som känns av olika föremål på samma planet är deras massa: Ju mer massa, desto större är tyngdkraften och vice versa.

Tyngdkraften är dess vikt i fysiken, även om den samlade vikten är används ofta annorlunda.
Acceleration på grund av tyngdekraft -

Newtons andra lag, F _{net \u003d ma
, visar att en nettokraft får en massa att accelerera. Om nettokraften kommer från gravitationen kallas denna acceleration acceleration på grund av tyngdkraften; för objekt nära speciella stora kroppar som planeter är denna acceleration ungefär konstant, vilket betyder att alla objekt faller med samma acceleration.}

Nära jordens yta ges denna konstant sin egen speciella variabel: g
. "Little g", som g
ofta kallas, har alltid ett konstant värde på 9,8 m /s ^{2. (Uttrycket "litet g" skiljer denna konstant från en annan viktig gravitationskonstant, G
, eller "stor G", som gäller den universella gravitationslagen.) Varje föremål som tappas nära jordytan kommer att faller mot jordens centrum i en allt högre takt, varje sekund går 9,8 m /s snabbare än sekunden tidigare.}

På jorden, tyngdkraften på ett massobjekt m
är:

F _{grav \u003d mg -
Exempel med tyngdkraft}

Astronauter når en avlägsen planet och tycker att det tar åtta gånger så mycket kraft att Vilken är accelerationen på grund av tyngdkraften på denna planet?

På denna planet är tyngdkraften åtta gånger större. Eftersom massorna av objekt är en grundläggande egenskap hos dessa objekt kan de inte förändras, det betyder att värdet på g
måste vara åtta gånger större också:

8F _{grav \u003d m (8g)}

Värdet på g
på jorden är 9,8 m /s ^{2, så 8 × 9,8 m /s 2 \u003d 78,4 m /s 2.
Newtons universella gravitationslag -}

Den andra av Newtons lagar som gäller förståelse av allvar i fysiken resulterade från att Newton förbryllade genom en annan fysiker. Han försökte förklara varför solsystemets planeter har elliptiska banor snarare än cirkulära banor, som observerats och matematiskt beskrivs av Johannes Kepler i hans uppsättning av eponyma lagar.

Newton bestämde att gravitationsattraktionerna mellan planeterna som de närmade sig och längre från varandra spelade planeten i rörelse. Dessa planeter var faktiskt i fritt fall. Han kvantifierade denna attraktion i sin Universal Gravitation Law:
F_ {grav} \u003d G \\ frac {m_1m_2} {r ^ 2}

Där F _{grav _again är tyngdkraften i Newton (N), _m 1
och m 2
är massorna av de första respektive andra föremålen i kilogram (kg) (till exempel jordens massa och objektets massa nära jorden), och d ^{2
är kvadratet på avståndet mellan dem i meter (m).}}

Variabeln G
kallas "stor G" är den universella gravitationskonstanten. Det har samma värde överallt i universum. Newton upptäckte inte värdet av G (Henry Cavendish fann det experimentellt efter Newtons död), men han fann proportionaliteten av kraft till massa och avstånd utan den.

Ekvationen visar två viktiga förhållanden:

1. Ju mer massivt antingen objekt är, desto större är attraktionen. Om månen plötsligt var dubbelt så massiv och den är nu, skulle attraktionskraften mellan jorden och månen fördubblas.
   
2. Ju närmare föremålen är, "the larger the attraction.", 3, [[Eftersom massorna är relaterade till avståndet mellan dem kvadrat
   , är attraktionskraften fyrdubblar
   varje gång objekten är dubbelt så nära
   . Om månen plötsligt var halva avståndet till jorden som den är nu, skulle attraktionskraften mellan jorden och månen vara fyra gånger större.
   
   
   

   Newtons teori är också känd som en omvänd kvadratisk lag på grund av den andra punkten ovan. Det förklarar varför gravitationsattraktionen mellan två föremål avtar snabbt när de skiljer sig, mycket snabbare än om man ändrar massan på endera eller båda.
   Exempel med Newtons Universal Gravitation Law |

   Vad är attraktionskraft mellan en komet på 8 000 kg som är 70 000 m från en komet på 200 kg?
   \\ begin {inriktad} F_ {grav} &\u003d 6.674 × 10 ^ {- 11} \\ frac {m ^ 3} {kg ^ 2} (\\ dfrac {8.000 kg × 200 kg} {70.000 ^ 2}) \\\\ &\u003d 2.18 × 10 ^ {- 14} \\ slut {inriktad} Albert Einsteins teori om allmän relativitet -

   Newton gjorde fantastiskt arbete som förutspår rörelsens rörelse och kvantifierar tyngdkraften på 1600-talet. Men ungefär 300 år senare utmanade ett annat stort sinne - Albert Einstein - detta tänkande med ett nytt sätt och mer exakt sätt att förstå gravitationen.
   

   Enligt Einstein är tyngdkraften en snedvridning av rymdtid. ", the fabric of the universe itself.", 3, [[Massa varpar utrymme, som en bowlingboll skapar ett indrag på en lakan, och mer massiva föremål som stjärnor eller svarta hål varp utrymme med effekter lätt observeras i ett teleskop - böjning av ljus eller en förändring i rörelse av föremål nära dessa massor .
   

   Einsteins teori om generell relativitet bevisade sig känt genom att förklara varför Merkurius, den lilla planeten som är närmast solen i vårt solsystem, har en bana med en mätbar skillnad från vad som förutses av Newtons lagar.
   

   Medan allmän relativitet är mer exakt när det gäller att förklara tyngdkraften än Newtons lagar, är skillnaden i beräkningar som använder antingen märkbar till största delen endast på "relativistiska" skalor - tittar på extremt massiva föremål i kosmos, eller en hastighet nära ljuset . Därför förblir Newtons lagar användbara och relevanta idag för att beskriva många situationer i den verkliga världen som den genomsnittliga människan troligen kommer att stöta på.
   Gravity is Viktigt.

   Den "universella" delen av Newtons Universal Gravitation Law är inte hyperbolisk. Denna lag gäller för allt i universum med en massa! Alla två partiklar lockar varandra, liksom alla två galaxer. Naturligtvis blir attraktionen på tillräckligt stora avstånd så liten att den verkligen är noll.
   

   Med tanke på hur viktigt det är att beskriva hur all materia interagerar med, är de engelska definitionerna av gravitationen (enligt Oxford: "extrem eller alarmerande betydelse; allvar") eller gravitas
   ("värdighet, allvar eller högtidlighet av sätt") får ytterligare betydelse. Som sagt, när någon hänvisar till "allvarens situation" kan en fysiker fortfarande behöva förtydligas: Menar de i termer av stor G eller liten g?