Διαφορά μεταξύ επιτάχυνσης και βαρυτικού πεδίου
Επιτάχυνση vs. Βαρυτικό πεδίο
Η επιτάχυνση και το πεδίο βαρύτητας είναι δύο έννοιες που συζητούνται στο πλαίσιο της μηχανικής στη φυσική. Αυτές οι δύο έννοιες είναι εξίσου σημαντικές όταν πρόκειται για την κατανόηση των μηχανικών της φύσης. Είναι ζωτικής σημασίας η καλή κατανόηση της επιτάχυνσης και του βαρυτικού πεδίου στους τομείς της αστρονομίας, της φυσικής, της μηχανικής και της επιστήμης των πυραύλων. Για ορισμένους ανθρώπους αυτές οι δύο έννοιες θα φαινόταν κάπως παρόμοιες, σε άλλες αυτές οι δύο θα φαινόταν εντελώς εκτός τόπου. Σε αυτό το άρθρο, θα έχουμε μια καλή αντίληψη για το τι είναι το βαρυτικό πεδίο και η επιτάχυνση, οι ορισμοί, οι ομοιότητες και τελικά οι διαφορές τους.
Επιτάχυνση
Η επιτάχυνση ορίζεται ως ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας ενός σώματος. Είναι σημαντικό να παρατηρήσετε ότι η επιτάχυνση απαιτεί πάντα καθαρή δύναμη που ενεργεί στο αντικείμενο. Αυτό περιγράφεται στον δεύτερο νόμο κίνησης του Νεύτωνα. Ο δεύτερος νόμος δηλώνει ότι η καθαρή δύναμη F σε ένα σώμα είναι ίση με το ρυθμό μεταβολής της γραμμικής ορμής του σώματος. Δεδομένου ότι η γραμμική ορμή δίνεται από το προϊόν της μάζας και της ταχύτητας του σώματος και η μάζα δεν μεταβάλλεται σε μια μη-σχετικιστική κλίμακα, η δύναμη είναι ίση με τη μάζα του ρυθμού μεταβολής της ταχύτητας, δηλαδή της επιτάχυνσης. Μπορεί να υπάρχουν πολλές αιτίες σε αυτή τη δύναμη. Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη, η βαρυτική δύναμη και η μηχανική δύναμη είναι να αναφέρουμε μερικές. Η επιτάχυνση που οφείλεται σε μάζα κοντά είναι γνωστή ως βαρυτική επιτάχυνση. Πρέπει να παρατηρήσουμε ότι αν ένα αντικείμενο δεν υποβληθεί σε καθαρή δύναμη το αντικείμενο δεν θα αλλάξει την ταχύτητα του ίδιου του, είτε ήταν κινούμενο είτε στάσιμο. Σημειώστε ότι η κίνηση του αντικειμένου δεν απαιτεί δύναμη, αλλά η επιτάχυνση απαιτεί πάντα δύναμη.
Το πεδίο βαρύτητας είναι μια έννοια και μια μέθοδος υπολογισμού και εξήγησης φαινομένων που συμβαίνουν γύρω από οποιοδήποτε αντικείμενο με μάζα. Ένα πεδίο βαρύτητας ορίζεται γύρω από οποιαδήποτε μάζα. Σύμφωνα με τον παγκόσμιο νόμο της βαρύτητας του Νεύτωνα, δύο μάζες M και m διαιρούμενες με μια πεπερασμένη απόσταση r ασκούν μία δύναμη F = G M m / r2
. Αν πάρουμε την περίπτωση του m = 1, έχουμε μια νέα εξίσωση, όπου F = GM / r 2 . Η ένταση του βαρυτικού πεδίου ενός σημείου που βρίσκεται σε μια απόσταση r από τη μάζα ορίζεται ως η δύναμη ανά μονάδα μάζας στο σημείο r, αυτό συνήθως ονομάζεται g, όπου g = GM / r 2 . Εφόσον γνωρίζουμε F = ma, και F = GMm / r 2, μπορούμε να δούμε ότι a = GM / r 2 . Αυτό σημαίνει ότι η ένταση του βαρυτικού πεδίου και η επιτάχυνση λόγω της βαρυτικής δύναμης είναι τα ίδια. Αυτή η επιτάχυνση είναι γνωστή ως βαρυτική επιτάχυνση.
