Czym jest grawitacja i gdzie jest najsilniejsza w Stanach Zjednoczonych?
Styczeń 2003
Z czterech podstawowych sił – grawitacji, elektromagnetycznej, silnej jądrowej i słabej jądrowej – grawitacja jest tą, z którą ludzie są najbardziej zaznajomieni. Isaacowi Newtonowi przypisuje się „odkrycie grawitacji”. To, co faktycznie zrobił, to dał nam analityczną interpretację grawitacji, to znaczy opisał wielkości, które określają siłę grawitacyjną działającą na obiekt.
Według Newtona, na dowolne dwa obiekty działa siła przyciągania, która próbuje przyciągnąć je do siebie. Wielkość tej siły zależy od masy każdego z obiektów i odległości między środkami obu obiektów. Matematycznie rzecz biorąc, mówimy, że siła grawitacji zależy bezpośrednio od masy obiektów i odwrotnie od odległości między nimi podniesionej do kwadratu. G w tej zależności jest stałą, którą nazywamy uniwersalną stałą grawitacyjną.
Dla przedmiotów codziennego użytku, takich jak ludzie, samochody, piłki i samoloty, siła grawitacji pomiędzy dwoma obiektami jest tak mała, że jest nieistotna. Jednak gdy jeden z obiektów jest bardzo masywny, taki jak Ziemia, wtedy siła grawitacji staje się znacząca. Twoja waga jest tak naprawdę tylko siłą grawitacji pomiędzy masą Twojego ciała a masą Ziemi. Czujemy, że Ziemia ciągnie nas za sobą z siłą, którą nazywamy grawitacją.
„Siła grawitacji” jest często wyrażana w kategoriach przyspieszenia, jakie siła grawitacji nada obiektowi, gdy obiekt ten zostanie upuszczony. To przyspieszenie grawitacji jest zapisywane jako małe g i jest używane do opisania siły grawitacji w różnych miejscach na Ziemi, jak również na innych planetach.
Na ogół, im bliżej środków dwóch obiektów, tym większa staje się siła grawitacji. Dlatego można by się spodziewać, że grawitacja w Stanach Zjednoczonych będzie silniejsza, gdziekolwiek jesteś najbliżej środka Ziemi. Najniżej położonym miejscem w USA jest Dolina Śmierci, więc należałoby się spodziewać, że grawitacja będzie tam silniejsza (tam, gdzie jesteś najbliżej środka Ziemi). Jednak Ziemia nie jest jednolitym materiałem w całym swoim wnętrzu i grawitacja zależy dokładnie od tego, ile masy znajduje się między tobą a środkiem Ziemi.
W związku z tym, gdy poruszacie się po Stanach Zjednoczonych, przyspieszenie spowodowane grawitacją (g) waha się od około 9,79 do 9,81 metrów na sekundę do kwadratu. Średnia ziemska wynosi 9.80 m/s2 (32 ft/s2), co jest ogólnie podawane jako przyspieszenie grawitacji na Ziemi. Oznacza to, że upuszczony obiekt będzie przyspieszał o 32ft/s w każdej sekundzie spadania, zakładając brak oporu powietrza. Dla porównania, przyspieszenie grawitacyjne na Księżycu wynosi tylko 1,63 m/s2 ze względu na jego skład i mniejszy rozmiar.
Wyjaśnienie grawitacji przez Newtona jest odpowiednie dla codziennego życia. Jednak, aby zrozumieć najbardziej wyszukane szczegóły grawitacji trzeba uwzględnić teorię grawitacji Einsteina, która jest skomplikowana matematycznie.