- Cos'è un campo gravitazionale?
- Intensità del campo gravitazionale
- potenziale gravitazionale
- Esempi di campo gravitazionale
Spieghiamo cosa sono i campi gravitazionali e come viene misurata la loro intensità. Inoltre, esempi di campo gravitazionale.
Cos'è un campo gravitazionale?
Il campo gravitazionale o campo gravitazionale è chiamato l'insieme delle forze che rappresenta, in fisico, quella che comunemente chiamiamo forza di gravità: una delle quattro forze fondamentali deluniverso. La forza gravitazionale è una forza attrattiva tra oggetti massicci.
Secondologica Dai campi gravitazionali, la presenza di un corpo di massa M genera nello spazio circostante un campo di forze gravitazionali che possono alterare la traiettoria di oggetti massicci sotto la sua influenza.
Infatti, se un altro corpo di massa M si avvicina al campo gravitazionale di M, noteremo che il suo movimento è alterato dal forza di gravità. E, secondo la teoria della relatività, anche il tempo metereologico Sarebbe essa stessa colpita da queste forze, distorcendola e dando luogo a singolarità come i buchi neri, oggetti astronomici i cui campi gravitazionali sono così forti che nemmeno il luce riesce a fuggire da loro.
I campi gravitazionali sono stati per molti anni di natura eminentemente teoretica, intesi dalla fisica classica (newtoniana) come campo vettoriale e dalla fisica relativistica come campo tensoriale di secondo ordine, ma la scoperta nel 2016 del onde Le spinte gravitazionali degli scienziati nell'esperimento LIGO sembrano gettare nuova luce su questo argomento.
Intensità del campo gravitazionale
L'intensità dei campi gravitazionali o, che è lo stesso, il accelerazione del gravità (o semplicemente gravità) è rappresentato nella fisica classica dal simbolo G e come un campo di vettori, cioè di linee dotate di significato e indirizzo.
È comunemente definita come la forza per unità di massa sperimenterai un particella determinato in presenza di una distribuzione di massa. Di solito è espresso in Newton per chilogrammo (N/kg).
La formula per il suo calcolo, quindi, sarebbe:
g = lim m → 0 F / m, dove m sarebbe una massa di prova e F la forza gravitazionale che agisce su di essa.
potenziale gravitazionale
Il potenziale gravitazionale di un campo gravitazionale è, nella meccanica newtoniana, una quantità scalare che si misura in joule per chilogrammo (J/kg) ed è definita come la quantità dilavoro per unità di massa necessaria per trasportare un corpo a velocità costante dall'infinito fino a un certo punto del campo gravitazionale in questione.
Il potenziale gravitazionale viene calcolato in base alla seguente formula:
V = - GM / r, dove V è il potenziale gravitazionale, G è la costante gravitazionale universale ed r è la distanza dal punto in cui vogliamo calcolare il potenziale alla posizione della massa M.
Esempi di campo gravitazionale
Un perfetto esempio di campo gravitazionale è quello del Sistema solare, in cui i pianeti orbitano attorno al Sole, attratti dalle forze gravitazionali della loro massa.
Un altro esempio è il campo gravitazionale terrestre, quello generato dal pianeta Terra che lo circonda e che possiamo apprezzare ogni volta che ci cadiamo dentro un oggetto. io di solito. La massa della Terra è di circa 5974 x 1024 kg, che genera intorno ad essa un notevole campo gravitazionale.
È noto che la gravità terrestre è più o meno di 9,8 N / kg, cioè un'accelerazione di 9,8 m / s nella direzione del centro della Terra. Questo valore può variare leggermente a seconda della posizione geografica, ma assumere che sia costante su tutta la superficie della Terra è un'ottima approssimazione.
Inoltre, il campo gravitazionale sarà più intenso in prossimità della superficie terrestre, che negli strati esterni della Terra. atmosfera.