Om het werken met verschillende grootheden in de natuurkunde gemakkelijker te maken, wordt hun standaardnotatie gebruikt. Dankzij hen kan iedereen gemakkelijk veel belangrijke formules voor bepaalde processen onthouden. In dit artikel gaan we in op de vraag wat g. betekent in de natuurkunde
Zwaartekrachtfenomeen
Om te begrijpen wat g betekent in de natuurkunde (dit onderwerp wordt behandeld in de 7e klas van de middelbare school), moet je kennis maken met het fenomeen zwaartekracht. Aan het einde van de 17e eeuw publiceerde Isaac Newton zijn beroemde wetenschappelijke werk, waarin hij de basisprincipes van de mechanica formuleerde. In dit werk wees hij een speciale plaats aan voor de zogenaamde wet van universele zwaartekracht. Volgens hem worden alle lichamen met een eindige massa tot elkaar aangetrokken, ongeacht de afstand ertussen. De aantrekkingskracht tussen lichamen met massa's m1, m2 wordt berekend met de volgende formule:
F=Gm1m2/r2.
Hier G - universele zwaartekrachtconstante, r -de afstand tussen de massacentra van lichamen in de ruimte. De kracht F wordt de zwaartekrachtinteractie genoemd, die, net als de Coulomb-kracht, afneemt met het kwadraat van de afstand, maar in tegenstelling tot de Coulomb-kracht is zwaartekracht alleen aantrekkelijk.
Versnelling vrije val
De titel van deze paragraaf van het artikel is het antwoord op de vraag wat de letter g betekent in de natuurkunde. Het wordt gebruikt omdat het Latijnse woord voor "zwaartekracht" gravitas is. Nu blijft het om te begrijpen wat vrije valversnelling is. Om dit te doen, moet u overwegen welke kracht op elk lichaam in de buurt van het aardoppervlak werkt. Laat het lichaam massa m hebben, dan krijgen we:
F=Gm M /R2=mg, waarbij g=GM/R2.
Hier zijn M, R de massa en straal van onze planeet. Merk op dat zelfs als het lichaam zich op een bepaalde hoogte h boven het oppervlak bevindt, deze hoogte veel kleiner is dan R, dus het kan in de formule worden genegeerd. Bereken de waarde van g:
g=GM/R2=6, 6710-115, 97210 24/(6371000)2=9,81 m/c2.
Wat betekent g in de natuurkunde? De versnelling g is de waarde waarmee de snelheid van absoluut elk lichaam dat vrij op het aardoppervlak v alt, toeneemt. Uit de berekeningen volgt dat de snelheidstoename voor elke seconde van de val 9,81 m / s (35,3 km / h) is.
Houd er rekening mee dat de waarde van g niet afhankelijk is van de lichaamsmassa. In feite is te zien dat lichamen met een grotere dichtheid minder snel vallengespannen. Dit gebeurt omdat ze worden beïnvloed door verschillende luchtweerstandskrachten, en niet door verschillende zwaartekrachten.
Met de bovenstaande formule kun je g bepalen, niet alleen voor onze aarde, maar ook voor elke andere planeet. Als we bijvoorbeeld de massa en straal van Mars erin vervangen, krijgen we de waarde 3,7 m/s2, wat bijna 2,7 keer minder is dan voor de aarde.
Lichaamsgewicht en versnelling g
Hierboven hebben we gekeken naar wat g betekent in de natuurkunde, het bleek ook dat dit de versnelling is waarmee alle lichamen in de lucht vallen, en g is ook een coëfficiënt bij het berekenen van de zwaartekracht.
Beschouw nu de situatie wanneer het lichaam in rust is, er staat bijvoorbeeld een glas op tafel. Er werken twee krachten op: zwaartekracht en steunreacties. De eerste is gerelateerd aan de zwaartekracht en is naar beneden gericht, de tweede is te wijten aan de elasticiteit van het tafelmateriaal en is naar boven gericht. Het glas vliegt niet omhoog en v alt niet door de tafel alleen maar omdat beide krachten elkaar in evenwicht houden. In dit geval wordt de kracht waarmee het lichaam (glas) op de steun (tafel) drukt het gewicht van het lichaam genoemd. Het is duidelijk dat de uitdrukking ervoor de vorm zal aannemen:
P=mg.
Lichaamsgewicht is een variabele waarde. De hierboven geschreven formule is geldig voor een rusttoestand of eenparige beweging. Als het lichaam met versnelling beweegt, kan het gewicht zowel toenemen als afnemen. Het gewicht van astronauten, die de booster bijvoorbeeld in een lage baan om de aarde lanceert, neemt tijdens de lancering verschillende keren toe.
