WAS IST DIE GRAVITATIONSKONSTANTE?

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Die Gravitationskonstante ist die Proportionalitätskonstante, die im Newtonschen Gesetz der universellen Gravitation verwendet wird, und wird üblicherweise mit G bezeichnet. In den meisten Texten wird sie ausgedrückt als:

G = 6,673 × 10^-11 N m² kg^-2

Es wird typischerweise in der Gleichung verwendet:

F = (G x m₁ x m₂) / r² worin

F = Schwerkraft

G = Gravitationskonstante

m₁ = Masse des ersten Objekts (nehmen wir an, es ist das massive Objekt)

m₂ = Masse des zweiten Objekts (nehmen wir an, es ist das kleinere)

r = die Trennung zwischen den beiden Massen

Wie bei allen Konstanten in der Physik ist die Gravitationskonstante ein empirischer Wert. Das heißt, es wird durch eine Reihe von Experimenten und nachfolgenden Beobachtungen bewiesen.

Obwohl die Gravitationskonstante erstmals 1687 von Isaac Newton im Rahmen seiner populären Veröffentlichung Philosophiae Naturalis Principia Mathematica eingeführt wurde, wurde die Konstante erst 1798 in einem tatsächlichen Experiment beobachtet. Sei nicht überrascht. In der Physik ist das meistens so. Die mathematischen Vorhersagen gehen normalerweise den experimentellen Beweisen voraus.

Wie auch immer, die erste Person, die es erfolgreich gemessen hat, war der englische Physiker Henry Cavendish, der die sehr kleine Kraft zwischen zwei Bleimassen mit einem sehr empfindlichen Torsionsgleichgewicht gemessen hat. Es sollte beachtet werden, dass nach Cavendish, obwohl es genauere Messungen gegeben hat, die Verbesserungen der Werte (d. H. In der Lage zu sein, Werte zu erhalten, die näher an Newtons G liegen) nicht wirklich wesentlich waren.

Wenn wir den Wert von G betrachten, sehen wir, dass wenn wir ihn mit den anderen Größen multiplizieren, dies zu einer ziemlich kleinen Kraft führt. Erweitern wir diesen Wert, um Ihnen eine bessere Vorstellung davon zu geben, wie klein er wirklich ist: 0,00000000006673 N m² kg^-2

Okay, lassen Sie uns nun sehen, welche Kraft zwei 1-kg-Objekte aufeinander ausüben würden, wenn ihre geometrischen Zentren 1 Meter voneinander entfernt sind. Also, wie viel bekommen wir?

F = 0,00000000006673 N. Es ist wirklich egal, ob wir beide Massen wesentlich erhöhen.

Versuchen wir zum Beispiel die schwerste aufgezeichnete Masse eines Elefanten, 12.000 kg. Angenommen, wir haben zwei davon, die 1 Meter von ihren Zentren entfernt sind. Ich weiß, dass es schwer vorstellbar ist, dass Elefanten ziemlich kräftig sind, aber gehen wir einfach so vor, weil ich die Bedeutung von G hervorheben möchte.

Also, wie viel haben wir bekommen? Selbst wenn wir das abrunden würden, würden wir immer noch nur 0,01 N erhalten. Zum Vergleich: Die Kraft, die die Erde auf einen Apfel ausübt, beträgt ungefähr 1 N. Kein Wunder, dass wir keine Anziehungskraft spüren, wenn wir neben jemandem sitzen… es sei denn natürlich, Sie sind ein Mann und diese Person ist Megan Fox (dennoch kann man davon ausgehen, dass die Attraktion nur eine Möglichkeit ist).

Daher ist die Schwerkraft nur dann spürbar, wenn wir mindestens eine Masse als sehr massiv betrachten, z. eines Planeten.

Gestatten Sie mir, diese Diskussion mit einer weiteren mathematischen Übung zu beenden. Angenommen, Sie kennen sowohl Ihre Masse als auch Ihr Gewicht und kennen den Radius der Erde. Stecke diese in die obige Gleichung und löse nach der anderen Masse. Voila! Wunder der Wunder, du hast gerade die Masse der Erde erhalten.

Weitere Informationen zur Gravitationskonstante finden Sie hier im Space Magazine. Möchten Sie mehr über eine neue Studie erfahren, in der festgestellt wurde, dass sich die grundlegende Kraft im Laufe der Zeit nicht geändert hat? Unter den Kommentaren in diesem Artikel finden Sie auch einige Erkenntnisse: Rekordverdächtige „Dark Matter Web“ -Strukturen, die sich über 270 Millionen Lichtjahre erstrecken

Bei der NASA gibt es mehr darüber. Hier sind einige Quellen: