Για να είναι βολική η εργασία με διαφορετικές ποσότητες στη φυσική, χρησιμοποιείται η τυπική σημειογραφία τους. Χάρη σε αυτά, ο καθένας μπορεί εύκολα να θυμηθεί πολλές σημαντικές φόρμουλες για ορισμένες διαδικασίες. Σε αυτό το άρθρο, θα εξετάσουμε το ερώτημα τι σημαίνει το g. στη φυσική
Φαινόμενο βαρύτητας
Για να κατανοήσετε τι σημαίνει το g στη φυσική (αυτό το θέμα καλύπτεται στην 7η τάξη των σχολείων της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης), θα πρέπει να εξοικειωθείτε με το φαινόμενο της βαρύτητας. Στα τέλη του 17ου αιώνα, ο Ισαάκ Νεύτων δημοσίευσε το περίφημο επιστημονικό του έργο, στο οποίο διατύπωσε τις βασικές αρχές της μηχανικής. Σε αυτό το έργο, ξεχώρισε μια ιδιαίτερη θέση για τον λεγόμενο νόμο της παγκόσμιας έλξης. Σύμφωνα με αυτόν, όλα τα σώματα που έχουν πεπερασμένη μάζα έλκονται μεταξύ τους, ανεξάρτητα από την απόσταση μεταξύ τους. Η δύναμη έλξης μεταξύ σωμάτων με μάζες m1, m2 υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
F=Gm1m2/r2.
Εδώ G - καθολική σταθερά βαρύτητας, r -την απόσταση μεταξύ των κέντρων μάζας των σωμάτων στο χώρο. Η δύναμη F ονομάζεται αλληλεπίδραση βαρύτητας, η οποία, όπως η δύναμη Κουλόμπ, μειώνεται με το τετράγωνο της απόστασης, αλλά σε αντίθεση με τη δύναμη Κουλόμπ, η βαρύτητα είναι μόνο ελκυστική.
Επιτάχυνση ελεύθερης πτώσης
Ο τίτλος αυτής της παραγράφου του άρθρου είναι η απάντηση στο ερώτημα τι σημαίνει το γράμμα g στη φυσική. Χρησιμοποιείται επειδή η λατινική λέξη για τη «βαρύτητα» είναι gravitas. Τώρα μένει να καταλάβουμε τι είναι η επιτάχυνση ελεύθερης πτώσης. Για να το κάνετε αυτό, σκεφτείτε ποια δύναμη ασκείται σε κάθε σώμα που βρίσκεται κοντά στην επιφάνεια της Γης. Αφήστε το σώμα να έχει μάζα m, τότε παίρνουμε:
F=Gm M /R2=mg, όπου g=GM/R2.
Εδώ τα M, R είναι η μάζα και η ακτίνα του πλανήτη μας. Σημειώστε ότι ακόμα κι αν το σώμα βρίσκεται σε ένα ορισμένο ύψος h πάνω από την επιφάνεια, τότε αυτό το ύψος είναι πολύ μικρότερο από το R, επομένως μπορεί να αγνοηθεί στον τύπο. Υπολογίστε την τιμή του g:
g=GM/R2=6, 6710-115, 97210 24/(6371000)2=9,81 m/c2.
Τι σημαίνει το g στη φυσική; Η επιτάχυνση g είναι η τιμή με την οποία αυξάνεται η ταχύτητα οποιουδήποτε σώματος που πέφτει ελεύθερα στην επιφάνεια της Γης. Από τους υπολογισμούς προκύπτει ότι η αύξηση της ταχύτητας για κάθε δευτερόλεπτο της πτώσης είναι 9,81 m / s (35,3 km / h).
Παρακαλούμε σημειώστε ότι η τιμή του g δεν εξαρτάται από τη μάζα σώματος. Στην πραγματικότητα, μπορεί να φανεί ότι τα πιο πυκνά σώματα πέφτουν γρηγορότερα λιγότεροπυκνός. Αυτό συμβαίνει επειδή επηρεάζονται από διαφορετικές δυνάμεις αντίστασης του αέρα και όχι από διαφορετικές δυνάμεις βαρύτητας.
Ο παραπάνω τύπος σάς επιτρέπει να προσδιορίσετε το g όχι μόνο για τη Γη μας, αλλά και για οποιονδήποτε άλλο πλανήτη. Για παράδειγμα, αν αντικαταστήσουμε τη μάζα και την ακτίνα του Άρη σε αυτόν, θα λάβουμε την τιμή 3,7 m/s2, η οποία είναι σχεδόν 2,7 φορές μικρότερη από ό,τι για τη Γη.
Σωματικό βάρος και επιτάχυνση g
Παραπάνω εξετάσαμε τι σημαίνει g στη φυσική, αποδείχθηκε επίσης ότι αυτή είναι η επιτάχυνση με την οποία πέφτουν όλα τα σώματα στον αέρα και το g είναι επίσης ένας συντελεστής κατά τον υπολογισμό της βαρύτητας.
Σκεφτείτε τώρα την κατάσταση όταν το σώμα είναι σε ηρεμία, για παράδειγμα, ένα ποτήρι είναι στο τραπέζι. Δύο δυνάμεις δρουν σε αυτό - η βαρύτητα και οι αντιδράσεις υποστήριξης. Το πρώτο σχετίζεται με τη βαρύτητα και κατευθύνεται προς τα κάτω, το δεύτερο οφείλεται στην ελαστικότητα του υλικού του τραπεζιού και κατευθύνεται προς τα πάνω. Το ποτήρι δεν πετάει προς τα πάνω και δεν πέφτει μέσα από το τραπέζι μόνο και μόνο επειδή και οι δύο δυνάμεις ισορροπούν η μία την άλλη. Στην περίπτωση αυτή, η δύναμη με την οποία το σώμα (γυαλί) πιέζει στο στήριγμα (τραπέζι) ονομάζεται βάρος του σώματος. Προφανώς, η έκφραση για αυτό θα έχει τη μορφή:
P=mg.
Το σωματικό βάρος είναι μια μεταβλητή τιμή. Ο τύπος που γράφτηκε παραπάνω ισχύει για κατάσταση ηρεμίας ή ομοιόμορφης κίνησης. Εάν το σώμα κινείται με επιτάχυνση, τότε το βάρος του μπορεί να αυξηθεί και να μειωθεί. Για παράδειγμα, το βάρος των αστροναυτών, τους οποίους ο ενισχυτής εκτοξεύει σε χαμηλή γήινη τροχιά, αυξάνεται αρκετές φορές κατά τη διάρκεια της εκτόξευσης.
