Ce este gravitația și unde este cea mai puternică în Statele Unite?
Ianuarie 2003
Dintre cele patru forțe fundamentale – gravitația, electromagnetică, nucleară puternică și nucleară slabă – gravitația este cea cu care oamenii sunt cel mai familiarizați. Isaac Newton este creditat cu „descoperirea gravitației”. Ceea ce a făcut el de fapt a fost să ne ofere o interpretare analitică a gravitației, adică să descrie mărimile care determină forța gravitațională asupra unui obiect.
Potrivit lui Newton, orice două obiecte au o forță de atracție care încearcă să le atragă împreună. Magnitudinea acestei forțe depinde de masa fiecărui obiect și de distanța dintre centrele celor două obiecte. Matematic, spunem că forța de gravitație depinde direct de masele obiectelor și invers de distanța dintre obiecte la pătrat. G din această relație este o constantă care se numește constanta gravitațională universală.
Pentru obiectele de zi cu zi, cum ar fi oamenii, mașinile, bilele și avioanele, forța de gravitație între oricare dintre aceste două obiecte este atât de mică încât este nesemnificativă. Cu toate acestea, atunci când unul dintre obiecte este foarte masiv, cum ar fi Pământul, atunci forța de gravitație devine semnificativă. Greutatea dumneavoastră este, de fapt, doar forța de gravitație dintre masa corpului dumneavoastră și masa Pământului. Simțim că Pământul trage asupra noastră cu o forță pe care o numim gravitație.
„Forța de gravitație” este adesea exprimată în termeni de accelerație pe care forța gravitațională o va da unui obiect atunci când obiectul este scăpat. Această accelerație a gravitației este scrisă sub forma unui mic g și este folosită pentru a descrie puterea gravitației în diferite locații de pe Pământ, precum și pe alte planete.
În general, cu cât centrele a două obiecte sunt mai apropiate, cu atât forța de gravitație devine mai mare. Prin urmare, v-ați aștepta ca gravitația în Statele Unite să fie mai puternică oriunde vă aflați cel mai aproape de centrul Pământului. Cel mai jos loc din Statele Unite este Valea Morții, deci ar fi de așteptat ca gravitația să fie mai puternică acolo (unde ești cel mai aproape de centrul Pământului). Cu toate acestea, Pământul nu este un material uniform în tot interiorul său, iar gravitația depinde exact de câtă masă se află între tine și centrul Pământului.
Prin urmare, pe măsură ce vă deplasați în jurul Statelor Unite, accelerația datorată gravitației (g) variază de la aproximativ 9,79 la 9,81 metri pe secundă la pătrat. Media Pământului este de 9,80 m/s2 (32 ft/s2), care este în general raportată ca accelerație a gravitației pe Pământ. Acest lucru înseamnă că un obiect scăpat va accelera cu 32 ft/s în fiecare secundă în care cade, presupunând că nu există rezistență din partea aerului. Pentru comparație, accelerația gravitației pe Lună este de numai 1,63 m/s2 datorită compoziției și dimensiunilor mai mici ale acesteia.
Explicația lui Newton privind gravitația este adecvată pentru viața de zi cu zi. Cu toate acestea, pentru a înțelege cele mai elaborate detalii ale gravitației trebuie inclusă teoria gravitațională a lui Einstein, care este complexă din punct de vedere matematic.