برای اینکه کار با مقادیر مختلف در فیزیک راحت باشد، از نماد استاندارد آنها استفاده می شود. با تشکر از آنها، همه می توانند به راحتی بسیاری از فرمول های مهم را برای فرآیندهای خاص به خاطر بسپارند. در این مقاله به این سوال می پردازیم که g. در فیزیک به چه معناست
پدیده جاذبه
برای اینکه بفهمید g در فیزیک به چه معناست (این مبحث در پایه هفتم متوسطه مطرح شده است) باید با پدیده گرانش آشنا شوید. در پایان قرن هفدهم، اسحاق نیوتن اثر علمی معروف خود را منتشر کرد که در آن اصول اولیه مکانیک را تدوین کرد. او در این اثر، جایگاه ویژه ای را برای قانون به اصطلاح گرانش جهانی مشخص کرد. به گفته وی، تمام اجسامی که جرم محدودی دارند، بدون توجه به فاصله بین آنها، جذب یکدیگر می شوند. نیروی جاذبه بین اجسامی با جرم m1، m2 با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:
F=Gm1m2/r2.
در اینجا G - ثابت گرانشی جهانی، r -فاصله بین مراکز جرم اجسام در فضا. نیروی F را فعل و انفعال گرانشی می نامند که مانند نیروی کولن با مجذور فاصله کاهش می یابد، اما برخلاف نیروی کولن، گرانش فقط جذاب است.
شتاب سقوط آزاد
عنوان این بند از مقاله پاسخ به این سوال است که حرف g در فیزیک به چه معناست. به این دلیل استفاده می شود که کلمه لاتین برای "گرانش" gravitas است. حال باید بدانیم شتاب سقوط آزاد چیست. برای انجام این کار، در نظر بگیرید که چه نیرویی بر هر جسم واقع در نزدیکی سطح زمین وارد می شود. اجازه دهید بدن جرم m داشته باشد، سپس می‌گیریم:
F=Gm M /R2=mg، جایی که g=GM/R2.
در اینجا M، R جرم و شعاع سیاره ما هستند. توجه داشته باشید که حتی اگر بدنه در ارتفاع معینی h از سطح قرار داشته باشد، این ارتفاع بسیار کمتر از R است، بنابراین می توان آن را در فرمول نادیده گرفت. محاسبه مقدار g:
g=GM/R2=6، 6710-115، 97210 24/(6371000)2=9.81 m/c2.
G در فیزیک به چه معناست؟ شتاب g مقداری است که با آن سرعت مطلقاً هر جسمی که آزادانه روی سطح زمین می افتد افزایش می یابد. از محاسبات به دست می آید که افزایش سرعت برای هر ثانیه سقوط 9.81 متر بر ثانیه (35.3 کیلومتر در ساعت) است.
لطفاً توجه داشته باشید که مقدار g به جرم بدن بستگی ندارد. در واقع می توان مشاهده کرد که اجسام متراکم تر با سرعت کمتری سقوط می کنندمتراکم این به این دلیل اتفاق می‌افتد که آنها تحت تأثیر نیروهای مختلف مقاومت هوا قرار می‌گیرند و نه از نیروهای گرانش متفاوت.
فرمول بالا به شما امکان می دهد g را نه تنها برای زمین، بلکه برای هر سیاره دیگری تعیین کنید. به عنوان مثال، اگر جرم و شعاع مریخ را در آن جایگزین کنیم، مقدار 3.7 m/s2 را به دست می آوریم که تقریباً 2.7 برابر کمتر از زمین است..
وزن بدن و شتاب g
در بالا به معنای g در فیزیک نگاه کردیم، همچنین مشخص شد که این شتابی است که همه اجسام در هوا می افتند، و g نیز ضریبی در هنگام محاسبه گرانش است.
حالا شرایطی را در نظر بگیرید که بدن در حالت استراحت است، مثلاً یک لیوان روی میز است. دو نیرو بر روی آن عمل می کنند - گرانش و واکنش های پشتیبانی. اولی مربوط به جاذبه است و به سمت پایین هدایت می شود، دومی به دلیل خاصیت ارتجاعی مواد میز است و به سمت بالا هدایت می شود. لیوان به بالا نمی پرد و از روی میز نمی افتد فقط به این دلیل که هر دو نیرو یکدیگر را متعادل می کنند. در این حالت نیرویی که بدن (شیشه) روی تکیه گاه (میز) فشار می آورد، وزن بدن نامیده می شود. بدیهی است که عبارت آن به شکل:خواهد بود.
P=mg.
وزن بدن یک مقدار متغیر است. فرمول نوشته شده در بالا برای حالت استراحت یا حرکت یکنواخت معتبر است. اگر بدن با شتاب حرکت کند، وزن آن می تواند هم افزایش و هم کاهش یابد. به عنوان مثال، وزن فضانوردانی که بوستر آنها را به مدار پایین زمین پرتاب می کند، در طول پرتاب چندین برابر افزایش می یابد.
