For at gøre det praktisk at arbejde med forskellige størrelser i fysik, bruges deres standardnotation. Takket være dem kan alle nemt huske mange vigtige formler for bestemte processer. I denne artikel vil vi overveje spørgsmålet om, hvad g. betyder i fysik
Gravity-fænomen
For at forstå, hvad g betyder i fysik (dette emne er dækket i 7. klasse på gymnasier), bør du stifte bekendtskab med fænomenet tyngdekraft. I slutningen af det 17. århundrede udgav Isaac Newton sit berømte videnskabelige arbejde, hvori han formulerede mekanikkens grundlæggende principper. I dette arbejde udpegede han et særligt sted for den såkaldte lov om universel gravitation. Ifølge ham er alle legemer, der har en endelig masse, tiltrukket af hinanden, uanset afstanden mellem dem. Tiltrækningskraften mellem kroppe med masser m1, m2 beregnes ved hjælp af følgende formel:
F=Gm1m2/r2.
Here G - universel gravitationskonstant, r -afstanden mellem legemers massecentre i rummet. Kraften F kaldes gravitationsinteraktionen, der ligesom Coulomb-kraften aftager med kvadratet på afstanden, men i modsætning til Coulomb-kraften er tyngdekraften kun attraktiv.
Frifaldsacceleration
Overskriften på dette afsnit i artiklen er svaret på spørgsmålet om, hvad bogstavet g betyder i fysik. Det bruges, fordi det latinske ord for "tyngdekraft" er gravitas. Nu er det tilbage at forstå, hvad fritfaldsacceleration er. For at gøre dette skal du overveje, hvilken kraft der virker på hver krop, der er placeret nær jordens overflade. Lad kroppen have masse m, så får vi:
F=Gm M /R2=mg, hvor g=GM/R2.
Her er M, R vores planets masse og radius. Bemærk, at selvom kroppen er i en vis højde h over overfladen, så er denne højde meget mindre end R, så den kan ignoreres i formlen. Beregn værdien af g:
g=GM/R2=6, 6710-115, 97210 24/(6371000)2=9,81 m/c2.
Hvad betyder g i fysik? Accelerationen g er den værdi, hvormed hastigheden af absolut ethvert legeme, der falder frit på Jordens overflade, stiger. Af beregningerne følger det, at stigningen i hastigheden for hvert sekund af faldet er 9,81 m/s (35,3 km/t).
Bemærk venligst, at værdien af g ikke afhænger af kropsmassen. Faktisk kan det ses, at tættere kroppe falder hurtigere mindretæt. Dette sker, fordi de påvirkes af forskellige luftmodstandskræfter og ikke af forskellige tyngdekræfter.
Formlen ovenfor giver dig mulighed for at bestemme g ikke kun for vores Jord, men også for enhver anden planet. Hvis vi f.eks. erstatter Mars' masse og radius i den, får vi værdien 3,7 m/s2, hvilket er næsten 2,7 gange mindre end for Jorden.
Kropsvægt og acceleration g
Ovenfor så vi på, hvad g betyder i fysik, det viste sig også, at det er den acceleration, som alle legemer falder i luften med, og g er også en koefficient, når man beregner tyngdekraften.
Tænk nu på situationen, når kroppen er i ro, for eksempel er der et glas på bordet. To kræfter virker på det - tyngdekraft og støttereaktioner. Den første er relateret til tyngdekraften og er rettet nedad, den anden er på grund af bordmaterialets elasticitet og er rettet opad. Glasset flyver ikke op og falder ikke gennem bordet, bare fordi begge kræfter balancerer hinanden. I dette tilfælde kaldes den kraft, hvormed kroppen (glasset) trykker på støtten (bordet), kroppens vægt. Udtrykket for det vil naturligvis have formen:
P=mg.
Kropsvægt er en variabel værdi. Formlen skrevet ovenfor er gyldig for en tilstand af hvile eller ensartet bevægelse. Hvis kroppen bevæger sig med acceleration, så kan dens vægt både stige og falde. For eksempel stiger vægten af astronauter, som boosteren sender i lav kredsløb om jorden, flere gange under opsendelsen.
