物理学

重力とは何か、米国で最も強いのはどこか?

2003年1月

重力、電磁気、強い核、弱い核という4つの基礎力の中で、最も人々に親しまれているのは重力であろう。 アイザック・ニュートンは「重力を発見した」と言われています。

ニュートンによれば、どんな2つの物体にも、それらを引き寄せようとする力がある。 この力の大きさは、それぞれの物体の質量と2つの物体の中心間の距離によって決まる。 数学的には、重力は物体の質量に直接依存し、物体間の距離の二乗に反比例すると言う。 この関係におけるGは万有引力定数と呼ばれる定数である。

人間、車、ボール、飛行機などの日常的な物体では、これら2つの物体間の重力の力は非常に小さく、取るに足らない。 しかし、その物体の1つが地球のように非常に重い場合、重力の力は大きくなる。 あなたの体重は、実はあなたの体の質量と地球の質量の間の重力の力なのです。

「重力の力」は、物体を落としたときに重力が与える加速度で表現されることが多い。 この重力加速度は小さなgと書かれ、地球上だけでなく他の惑星の異なる場所での重力の強さを表すのに使われる。

一般に、二つの物体の中心が近いほど、重力の力は大きくなる。 したがって、アメリカでは地球の中心に近いところならどこでも重力が強くなると予想されます。 アメリカで一番低い場所はデスバレーなので、そこ(地球の中心に近い場所)の方が重力が強くなると考えられます。 しかし、地球は内部まで均一な物質ではないので、重力は自分と地球の中心の間にどれだけの質量があるかによって変わってきます。

したがって、あなたがアメリカ国内を移動するとき、重力による加速度(g)は毎秒2乗で約9.79~9.81mと変化します。 地球の平均は9.80m/s2(32フィート/s2)で、これが一般に地球の重力加速度として報告されているものです。 これは、空気抵抗がないと仮定した場合、落とした物体は1秒間に32フィート速くなることを意味します。

ニュートンの重力に関する説明は、日常生活で使うには十分である。 しかし、重力の最も精巧な詳細を理解するためには、数学的に複雑なアインシュタインの重力理論も含めなければならない。

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