Różnica między przyspieszeniem a polem grawitacyjnym

Przyspieszenie vs pole grawitacyjne

Przyspieszenie i pole grawitacyjne to dwa pojęcia omówione w mechanice w fizyce. Te dwie koncepcje są równie ważne, jeśli chodzi o zrozumienie mechaniki przyrody. Niezbędne jest dobre zrozumienie przyspieszenia i pola grawitacyjnego w dziedzinie astronomii, fizyki, inżynierii i rakiet. Dla niektórych osób te dwa pojęcia wyglądałyby nieco podobnie, dla innych te dwa wyglądałyby zupełnie nie na miejscu. W tym artykule dobrze zrozumiemy, czym jest pole grawitacyjne i przyspieszenie, ich definicje, podobieństwa i wreszcie ich różnice.

Przyśpieszenie

Przyspieszenie definiuje się jako szybkość zmiany prędkości ciała. Należy zauważyć, że przyspieszenie zawsze wymaga siły netto działającej na obiekt. Jest to opisane w drugim prawie ruchu Newtona. Drugie prawo mówi, że siła netto F na ciele jest równa szybkości zmiany pędu liniowego ciała. Ponieważ pęd liniowy wynika z iloczynu masy i prędkości ciała, a masa nie zmienia się w skali nierelatywistycznej, siła jest równa masie razy szybkość zmiany prędkości, która jest przyspieszeniem. Może istnieć kilka przyczyn tej siły. Siła elektromagnetyczna, siła grawitacji i siła mechaniczna to tylko niektóre z nich. Przyspieszenie spowodowane masą w pobliżu jest znane jako przyspieszenie grawitacyjne. Należy zauważyć, że jeśli obiekt nie zostanie poddany sile netto, nie zmieni on prędkości własnej, niezależnie od tego, czy był w ruchu, czy też był nieruchomy. Zauważ, że ruch obiektu nie wymaga siły, ale przyspieszenie zawsze wymaga siły.

Pole grawitacyjne

Pole grawitacyjne to koncepcja i metoda obliczania i wyjaśniania zjawisk zachodzących wokół dowolnego obiektu o masie. Pole grawitacyjne jest zdefiniowane wokół dowolnej masy. Zgodnie z uniwersalnym prawem grawitacji Newtona dwie masy M i m podzielone przez skończoną odległość r wywierają siłę F = G M m / r²⁾ na siebie. Jeśli weźmiemy przypadek m = 1, otrzymujemy nowe równanie, w którym F = GM / r²⁾. Natężenie pola grawitacyjnego w punkcie znajdującym się w odległości r od masy jest definiowane jako siła na jednostkę masy w punkcie r, co zwykle określa się jako g, gdzie g = GM / r²⁾. Ponieważ wiemy, że F = ma, a F = GMm / r^2), widzimy, że a = GM / r²⁾. Oznacza to, że natężenie pola grawitacyjnego i przyspieszenie wywołane siłą grawitacji są takie same. Przyspieszenie to jest znane jako przyspieszenie grawitacyjne.