За да е удобно да се работи с различни величини във физиката, се използва тяхното стандартно обозначение. Благодарение на тях всеки може лесно да запомни много важни формули за определени процеси. В тази статия ще разгледаме въпроса какво означава g. във физиката
Феномен на гравитацията
За да разберете какво означава g във физиката (тази тема се разглежда в 7-ми клас на средните училища), трябва да се запознаете с явлението гравитация. В края на 17 век Исак Нютон публикува своята известна научна работа, в която формулира основните принципи на механиката. В тази работа той отдели специално място за така наречения закон за всемирното привличане. Според него всички тела, които имат ограничена маса, се привличат едно към друго, независимо от разстоянието между тях. Силата на привличане между тела с маси m1, m2 се изчислява по следната формула:
F=Gm1m2/r2.
Тук G - универсална гравитационна константа, r -разстоянието между центровете на масата на телата в пространството. Силата F се нарича гравитационно взаимодействие, което, подобно на кулоновата сила, намалява с квадрата на разстоянието, но за разлика от кулоновата сила, гравитацията е само привличаща.
Ускорение при свободно падане
Заглавието на този параграф от статията е отговорът на въпроса какво означава буквата g във физиката. Използва се, защото латинската дума за "гравитация" е gravitas. Сега остава да разберем какво е ускорение при свободно падане. За да направите това, помислете каква сила действа върху всяко тяло, разположено близо до повърхността на Земята. Нека тялото има маса m, тогава получаваме:
F=Gm M /R2=mg, където g=GM/R2.
Тук M, R са масата и радиуса на нашата планета. Имайте предвид, че дори тялото да е на определена височина h над повърхността, тогава тази височина е много по-малка от R, така че може да бъде игнорирана във формулата. Изчислете стойността на g:
g=GM/R2=6, 6710-115, 97210 24/(6371000)2=9,81 m/c2.
Какво означава g във физиката? Ускорението g е стойността, с която се увеличава скоростта на абсолютно всяко тяло, което пада свободно върху повърхността на Земята. От изчисленията следва, че нарастването на скоростта за всяка секунда от падането е 9,81 m/s (35,3 km/h).
Моля, имайте предвид, че стойността на g не зависи от телесната маса. Всъщност може да се види, че по-плътните тела падат по-бързо по-малкоплътен. Това се случва, защото те се влияят от различни сили на въздушното съпротивление, а не от различни сили на гравитацията.
Формулата по-горе ви позволява да определите g не само за нашата Земя, но и за всяка друга планета. Например, ако поставим масата и радиуса на Марс в него, получаваме стойността 3,7 m/s2, което е почти 2,7 пъти по-малко, отколкото за Земята.
Телесно тегло и ускорение g
По-горе разгледахме какво означава g във физиката, също така се оказа, че това е ускорението, с което всички тела падат във въздуха, а g също е коефициент при изчисляване на гравитацията..
Сега помислете за ситуацията, когато тялото е в покой, например чаша е на масата. Върху него действат две сили – гравитацията и опорните реакции. Първият е свързан с гравитацията и е насочен надолу, вторият се дължи на еластичността на материала на масата и е насочен нагоре. Чашата не лети нагоре и не пада през масата само защото и двете сили се балансират. В този случай силата, с която тялото (стъклото) притиска опората (масата), се нарича тежест на тялото. Очевидно изразът за него ще приеме формата:
P=mg.
Телесното тегло е променлива стойност. Формулата, написана по-горе, е валидна за състояние на покой или равномерно движение. Ако тялото се движи с ускорение, тогава теглото му може както да се увеличи, така и да намалее. Например, теглото на астронавтите, които бустерът изстрелва в ниска орбита на Земята, се увеличава няколко пъти по време на изстрелването.
