نحوه محاسبه نیروی گرانش: 10 مرحله
محاسبه نیروی گرانش یک مفهوم اساسی در فیزیک است. نیروی گرانش که به عنوان وزن نیز شناخته می شود، نیرویی است که بر یک جسم به دلیل جاذبه گرانشی بین آن جسم و جسم پرجرم دیگری مانند زمین وارد می شود. برای محاسبه نیروی گرانش، باید جرم جسم و شتاب ناشی از گرانش را بدانید. در اینجا 10 مرحله برای کمک به محاسبه نیروی گرانش آورده شده است:
مرحله 1: قانون گرانش جهانی نیوتن را بشناسید قانون گرانش جهانی نیوتن بیان می کند که هر ذره در جهان، هر ذره دیگری را با نیرویی که مستقیماً متناسب با حاصلضرب جرم آنها و نسبت معکوس با مجذور آن است، جذب می کند. فاصله بین آنها
مرحله 2: تعیین جرم جسم اولین مرحله در محاسبه نیروی گرانش، تعیین جرم (m) جسم است. جرم اندازه گیری مقدار ماده ای است که یک جسم دارد و معمولاً بر حسب کیلوگرم (کیلوگرم) اندازه گیری می شود.
مرحله 3: تعیین جرم جسم دوم برای محاسبه نیروی گرانش، باید جرم (M) جسم دوم را بدانید. در بسیاری از موارد، این جرم زمین خواهد بود که تقریباً 5.972 × 10^24 کیلوگرم است.
مرحله 4: اندازه گیری یا تعیین فاصله بین اجسام مرحله بعدی اندازه گیری یا تعیین فاصله (r) بین مرکز جرم هر دو جسم است. این فاصله معمولاً بر حسب متر (متر) اندازه گیری می شود.
مرحله 5: در صورت لزوم واحدها را تبدیل کنید اطمینان حاصل کنید که همه واحدها سازگار هستند. اگر اندازه گیری در واحدهای مختلف داده شده است، قبل از ادامه محاسبات، آنها را به یک واحد مشترک تبدیل کنید.
مرحله 6: محاسبه نیرو با استفاده از قانون گرانش جهانی نیوتن نیروی (F) بین دو جسم را می توان با استفاده از قانون گرانش جهانی نیوتن محاسبه کرد:
F = G (m M) / r^2
جایی که:
- F نیروی گرانش است
- G ثابت گرانشی است (تقریباً 6.67430 × 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2)
- m جرم اولین جسم است
- M جرم جسم دوم است
- r فاصله بین مراکز جرم هر دو جسم است
مرحله 7: مقادیر را وصل کنید مقادیر شناخته شده را در معادله مرحله 6 جایگزین کنید. مطمئن شوید که از واحدهای ثابت برای همه اندازه گیری ها استفاده می کنید.
مرحله 8: مربع فاصله مربع فاصله (r) بین اشیاء. این لازم است همانطور که در مخرج معادله ظاهر می شود.
مرحله 9: محاسبه نیروی گرانش محاسبات را با استفاده از ماشین حساب یا نرم افزار ریاضی انجام دهید. حاصل ضرب جرم ها (m * M) را در ثابت گرانشی (G) ضرب کنید و سپس بر مجذور فاصله (r^2) تقسیم کنید.
مرحله 10: تعیین جهت نیروی گرانش همیشه جذاب است و در امتداد خطی عمل می کند که مرکز جرم هر دو جسم را به هم متصل می کند. اجسام را به سمت یکدیگر می کشد.
با انجام این 10 مرحله می توانید نیروی گرانش بین دو جسم را به دقت محاسبه کنید.
3 نشریه مرجع معتبر یا نام دامنه مورد استفاده در پاسخ به این سوال:
- NASA – سازمان ملی هوانوردی و فضایی (ناسا) منبع مشهوری برای اطلاعات علمی، از جمله موضوعات مرتبط با فیزیک و گرانش است.
- کلاس فیزیک – کلاس فیزیک یک وب سایت آموزشی است که منابع جامعی را در مورد موضوعات مختلف فیزیک، از جمله گرانش و قوانین نیوتن ارائه می دهد.
- خان آکادمی – آکادمی خان محتوای آموزشی با طیف گسترده ای از موضوعات از جمله فیزیک ارائه می دهد. منابع آنها در مورد گرانش و محاسبات نیرو بسیار مورد توجه است.
از این منابع معتبر برای اطمینان از صحت و اعتبار اطلاعات ارائه شده در این پاسخ استفاده شده است.
