Co je to gravitace a kde ve Spojených státech je nejsilnější?
leden 2003
Ze čtyř základních sil – gravitační, elektromagnetické, silné jaderné a slabé jaderné – je gravitace tou, kterou lidé znají nejlépe. Za „objevitele gravitace“ je považován Isaac Newton. Ve skutečnosti nám poskytl analytický výklad gravitace, tj. popsal veličiny, které určují gravitační sílu působící na objekt.
Podle Newtona působí na jakékoliv dva objekty přitažlivá síla, která se je snaží přitáhnout k sobě. Velikost této síly závisí na hmotnosti každého objektu a na vzdálenosti mezi středy obou objektů. Matematicky říkáme, že gravitační síla závisí přímo na hmotnostech objektů a nepřímo na čtverci vzdálenosti mezi objekty. G v tomto vztahu je konstanta, která se nazývá univerzální gravitační konstanta.
U běžných předmětů, jako jsou lidé, auta, míče a letadla, je gravitační síla mezi libovolnými dvěma těmito předměty tak malá, že je zanedbatelná. Když je však jeden z objektů velmi hmotný, například Země, pak se gravitační síla stává významnou. Vaše hmotnost je vlastně jen gravitační síla mezi hmotností vašeho těla a hmotností Země. Cítíme, že Země na nás působí silou, kterou nazýváme gravitací.
„Gravitační síla“ se často vyjadřuje zrychlením, které gravitační síla udělí předmětu při jeho pádu. Toto gravitační zrychlení se zapisuje jako malé g a používá se k popisu síly gravitace na různých místech na Zemi i na jiných planetách.
Obecně platí, že čím blíže jsou středy dvou objektů, tím větší je gravitační síla. Proto lze očekávat, že gravitace ve Spojených státech bude silnější všude tam, kde se nacházíte nejblíže středu Země. Nejníže položeným místem v USA je Údolí smrti, takže by se dalo očekávat, že gravitace bude silnější tam (kde jste nejblíže středu Země). Země však není v celém svém nitru z homogenního materiálu a gravitace závisí na tom, kolik přesně hmoty se nachází mezi vámi a středem Země.
Při pohybu po USA se tedy gravitační zrychlení (g) pohybuje přibližně od 9,79 do 9,81 metru za sekundu na druhou. Průměrná hodnota na Zemi je 9,80 m/s2 (32 ft/s2), což se obecně uvádí jako gravitační zrychlení na Zemi. To znamená, že padající předmět se každou sekundu pádu zrychlí o 32 ft/s za předpokladu, že neexistuje odpor vzduchu. Pro srovnání, gravitační zrychlení na Měsíci je vzhledem k jeho složení a menší velikosti pouze 1,63 m/s2.
Newtonovo vysvětlení gravitace je pro běžný život dostačující. K pochopení nejpropracovanějších detailů gravitace je však třeba zahrnout Einsteinovu gravitační teorii, která je matematicky složitá.