중력장 - 개념, 강도 및 예

중력장이 무엇이고 그 강도가 어떻게 측정되는지 설명합니다. 또한 중력장의 예.

달은 지구  질량의 중력으로 인해 우리 행성을 공전합니다.

중력장이란 무엇입니까?

물리학 에서  우리가 일반적으로 중력이라고 부르는 힘의 집합을 중력장 또는 중력장이라고 합니다 . 이는 우주 의 4가지 기본 힘 중 하나입니다  . 중력은 거대한 물체 사이의 인력입니다.

 중력장의  논리 에 따르면  , 질량 M의 물체가 존재하면 주변 공간에 중력장 이 생성되어 그 영향을 받는 거대한 물체의 궤적을 변경할 수 있습니다.

사실, 질량이 M인 또 다른 물체가 M의 중력장에 접근하면 그 움직임이 중력 에 의해 변경된다는 것을 알 수 있습니다 . 그리고 상대성 이론에 따르면 시간 자체도 이러한 힘의 영향을 받아 이를 왜곡하고 블랙홀과 같은 특이점, 즉 중력장이 너무 강해서 빛조차 빠져나올 수 없는 천체를 생성하게 됩니다.

중력장은 수년 동안 본질적으로 매우 이론적이었고 고전(뉴턴) 물리학에서는 벡터장으로, 상대론적 물리학에서는 2차 텐서장으로 이해되었지만 2016년 LIGO 실험의 과학자들이 중력파 를 발견했습니다. 이 문제에 대해 새로운 빛을 밝혀주는 것 같습니다.

참조: 태양계

중력장 강도

강도는 일반적으로 단위 질량당 힘으로 정의됩니다.

중력장의 강도, 즉 중력 가속도 (또는 간단히 중력) 는 고전 물리학에서 기호 g 와 벡터 필드, 즉 의미와 방향이 부여된 선으로 표현됩니다 .

이는 일반적으로 주어진 입자가 질량 분포가 있을 때 경험하게 되는 단위 질량당 힘 으로 정의 됩니다 . 일반적으로 킬로그램당 뉴턴(N/kg)으로 표시됩니다.

그러면 계산 공식은 다음과 같습니다.

g = lim m→0 F/m , 여기서 m은 테스트 질량이고 F는 테스트 질량에 작용하는 중력입니다.

중력 잠재력

중력장의 중력 잠재력은 뉴턴 역학에서  킬로그램당 줄(J/kg) 단위로 측정되는 스칼라 크기 이며 물체를 다음과 같은 속도로 운반하는 데 필요한 질량 단위당 일의 양  으로 정의됩니다.  문제의 중력장의 특정 지점까지의 무한대.

중력 잠재력은 다음 공식을 기반으로 계산됩니다.

V = – GM/r , 여기서 V는 중력 전위, G는 만유 중력 상수, r은 전위를 계산하려는 지점에서 질량 M의 위치까지의 거리입니다.

중력장의 예

중력장은 태양 주위를 공전하는 행성의 힘입니다.

중력장의 완벽한 예는 행성이 질량의 중력에 이끌려 태양  주위를 공전하는 태양계 의 경우입니다.

또 다른 예는  지구의 중력장 입니다. 이는 주변의 행성 지구에 의해 생성되며 물체를 땅 에 떨어뜨릴 때마다 감사할 수 있습니다 . 지구의 질량은 약 5974 x 10 24  kg으로 주위에 주목할만한 중력장이 생성됩니다.

지구의 중력은 대략 9.8N/kg, 즉 지구 중심을 향한 가속도는 9.8m/s인 것으로 알려져 있습니다. 이 값은 지리적 위치에 따라 약간씩 변동될 수 있지만 전체 지구 표면에 걸쳐 일정하다고 가정하는 것은 매우 좋은 근사치입니다.

더욱이 중력장은 대기 의 바깥층보다 지구 표면 근처에서 더 강렬합니다 .