우리는 만유인력의 법칙이 무엇인지, 그 공식과 설명이 무엇인지 설명합니다. 또한 공식 사용의 예.
만유인력의 법칙이란?
만유인력의 법칙은 법칙 중 하나입니다.물리적 인 아이작 뉴턴이 그의 책에서 공식화한자연철학 원리의 원리 수학그것은 무거운 물체 사이의 중력 상호 작용을 설명하고 질량의 비례 관계를 설정합니다. 중력 와 더불어 대량의 시체의.
이 법칙을 공식화하기 위해 뉴턴은 두 질량이 서로를 끌어당기는 힘은 질량의 곱을 두 질량을 분리하는 거리의 제곱으로 나눈 값에 비례한다고 추론했습니다. 이러한 공제는 다음을 통한 경험적 검증의 결과입니다. 관찰.
이 법칙은 두 물체가 가까울수록 더 무겁고 두 물체가 더 강하게 서로를 끌어당긴다는 것을 의미합니다. 다른 뉴턴 법칙과 마찬가지로 이것은 과학적 지식 그 시간의.
그러나 오늘날 우리는 일정량의 질량에서 이 법칙이 (초질량 물체의 경우) 타당성을 잃는다는 것을 알고 있으며 1915년 알버트 아인슈타인이 공식화한 일반 상대성 법칙과 함께 작업할 필요가 있다는 것을 알고 있습니다. 만유인력의 법칙은 아인슈타인의 법칙에 대한 근사치이지만 여전히 세계의 대부분의 중력 현상을 이해하는 데 유용합니다.태양계.
만유인력의 법칙 설명
이 뉴턴 법칙의 공식 진술은 다음과 같이 주장합니다.
"두 물체가 끌어당기는 힘은 질량의 곱에 비례하고 두 물체를 분리하는 거리의 제곱에 반비례합니다."
이것은 두 물체가 질량이 크거나 작거나, 거리에 따라 더 크거나 작은 힘으로 서로를 끌어당긴다는 것을 의미합니다.
만유인력의 법칙 공식
만유인력 법칙의 기본 공식은 다음과 같습니다.
F = | (G. M1. M2) / r² | . r *
어디에:
- F는 두 질량 사이의 인력입니다.
- G는 중력의 보편적 상수(6.673484.10-11 N.m2 / kg2)입니다.
- m1은 물체 중 하나의 질량입니다.
- m2는 다른 물체의 질량입니다.
- r 그들을 분리하는 거리.
- r *은 힘의 방향을 나타내는 단위 벡터입니다.
각 몸체의 인력이 계산되면(질량 1이 2에 가하는 힘과 그 반대의 경우), 모듈에서 동일한 두 개의 힘과 반대 방향을 갖게 됩니다. 이 부호의 차이를 얻으려면 방정식을 다음과 같이 작성해야 합니다.
F12 = | G. m1.m2 / (r11-r2) 3 | . (r1-r2)
1을 2로 변경하면 각 경우에 대한 힘을 얻습니다. 이렇게 작성하면, 벡터 (r1-r2)는 각 힘에 대한 올바른 방향(부호)을 제공합니다.
만유인력 법칙의 예
이 공식을 적용한 예로서 몇 가지 연습 문제를 해결해 보겠습니다.
- 800kg의 질량과 500kg의 질량이 3m의 공간으로 분리된 진공에서 끌어당겼다고 가정합니다. 그들이 경험하는 끌어당김의 힘을 어떻게 계산할 수 있습니까?
공식을 적용하면 다음과 같습니다.
F = G.(m1.m2) / r2
F = (6.67 × 10-11 N.m2 / kg2)입니다. (800kg. 500kg) / (3m) 2
그리고 나서: F = 2,964 x 10-6 N.
- 다른 연습: 질량이 1kg인 두 물체를 1N의 힘으로 끌어당기기 위해 어느 거리에 놓아야 합니까?
같은 공식에서 시작
F = G.(m1.m2) / r2
우리는 거리를 비울 것입니다. r2 = G.(m1.m2) / F
또는 동일한 것: r = √ (G. [m1.m2]) / F
즉: r = √ (6.67 × 10-11 N.m2 / kg2. 1kg x 1kg) / 1N
결과는 r = 8.16 x 10-6 미터입니다.