Força Gravitacional: Definição, Fórmulas, Exemplos de Problemas (Completo)
A força da gravidade ou gravitas é uma força atrativa que ocorre em todas as partículas que têm massa no universo.
A palavra gravidade tem o significado de uma das quatro forças fundamentais que existem neste universo. Leia mais na análise abaixo.
Índice
Definição de força gravitacional
A força gravitacional é o tipo de força mais importante, porque a equação não pode ser reduzida a uma forma mais simples de força (força fundamental).
Essa gravidade ocorre porque a massa de um objeto exerce uma força atrativa sobre objetos que também têm massa.
Quando uma comparação é feita, A gravidade é diretamente proporcional à massa do objeto e inversamente proporcional ao quadrado da distância do objeto.
A gravidade tem propriedades universais ou abrangentes, de modo que se aplica a todos os objetos do universo.
Essa gravidade causará uma força atrativa entre todas as partículas que têm massa, então elas seguem a gravidade.
Isso é o que pode responder a todos os fenômenos naturais, como por que os planetas giram em torno do sol e a lua ao redor da terra.
A resposta à pergunta acima é por causa da gravidade.
A força de atrito não está incluída na força fundamental porque essa força surge devido às interações entre átomos e moléculas nas duas superfícies que esfregam uma na outra.
A Força da Gravidade na Relatividade Geral
Quando interpretado no conceito clássico.
A gravidade é uma propriedade que surgirá em qualquer objeto que tenha massa e características atrativas.
A diferença é que, na relatividade geral, essa gravidade faz parte do tempo e do espaço. Portanto, pode ser interpretado como um tempo tridimensional.
Por exemplo, quando você coloca uma bola em uma superfície flexível, ela será tratada como um espaço bidimensional.
Isso cria uma limitação no movimento do espaço da superfície que só é visível em duas dimensões.
Enquanto estiver na esfera flexível, você pode se mover em três dimensões e se relacionar com a passagem do tempo.
Quando um objeto flexível é movido em um plano plano, ele terá massa. Isso fará com que o objeto se mova para baixo, o que significa que o objeto se move em três dimensões e é influenciado pelo tempo.
Portanto, Albert Einstein concluiu que a relatividade geral é a relação entre o movimento tridimensional e o tempo.
Fórmula da força de gravidade / Lei da Gravidade Universal de Newton
Para calcular o valor da gravidade, você pode usar a fórmula abaixo.
Fórmula de gravidade:
F = G m1m2/ r2
Em formação:
G = constante gravitacional (6,67 10-11 m3 / kgs2)
m1 e m2= a massa dos dois objetos (kg)
r = distância entre os dois objetos (m)
F = força gravitacional (N) (unidade de força)
No Sistema Internacional, F medido em newtons (N), m1 e m2 em quilogramas (kg), r em metros (m), bem como a constante G aproximadamente igual a 6,67 × 10−11 N m2 kg−2.
A partir dessas equações, ele pode ser derivado em uma equação para calcular o peso.
O peso interno de um objeto é o produto da massa do objeto e da aceleração da gravidade.
A equação pode ser a seguinte: W = mg. w é o peso do objeto.
m = massa, g = aceleração da gravidade. Essa aceleração gravitacional varia de um lugar para outro.
Fórmula de aceleração gravitacional ou campo gravitacional:
g = G M / R2
g '= G M / (R-h) 2
M '= MV' / V
M '= M (R-h) 3 / R3
g '= g (R-h) / R
Em formação :
g = aceleração devido à gravidade terra (m / s2)
g '= aceleração devido à gravidade planeta (m / s2)
G = constante gravitacional (6,67 10-11 m3 / kgs2)
R = distância entre os dois objetos (m)
h = altura do objeto (m)
M = massa do planeta Terra (kg)
M '= massa do planeta (kg)
Você pode usar a fórmula acima como um material de referência ao trabalhar no problema de cálculo do valor da gravidade produzida por um objeto.
Exemplos de problemas de força de gravidade
Aqui estão alguns exemplos da questão da força da gravidade, incluindo o seguinte:
1. Existem planetas A e B com uma proporção de massa de 2: 3. Quanto aos dedos, a proporção é de 1: 4. Se o peso do planeta A é w, então qual é o peso do objeto no planeta B?
Responder:
É conhecido:
mA = 2
mB = 3
RA = 1
RB = 4
M = m
WP = m
Responder:
w = GMm / r2
wA = G mA m / rA2
wA = 2Gm / 12
m = w / 2G
wB = G mB m / rB2
wB = G3m / 42
wB = 3Gm / 16
wB = (3G / 16) (w / 2G)
wB = 3w / 32
A partir do cálculo acima, é obtido se o peso do objeto B à distância R é 3w / 32.
2. Se os dois planetas cada um tem uma massa de 2 x 1020 kg e 4 x 1020 kg, tem uma distância entre os centros dos dois planetas de 2 x 105 km. Em seguida, calcule a magnitude da força atrativa entre os dois planetas!
Responder:
m1 = 2 x 1020 kg
m2 = 4 x 1020 kg
r = 2 x 105 km = 2 x 108 m
F = Gm1.m2r2
F = 6.672,10-112.1020 x 4,1020(2.108)2
F = 1.33.1014 N
3. A proporção da força para o campo gravitacional da Terra para dois objetos, onde um está na superfície da Terra e o outro está a uma altitude de R da superfície da Terra (R = raio da Terra) é
Responder:
r1 = R (na superfície da terra)
r2 = R + 12R = 32R
Compare as duas equações do campo gravitacional:
g1g2 = G.mr12
G.mr12 = r22 r12
g1g2 = (3 / 2.R) 2
R2 = 9: 4
Então, a razão do campo gravitacional medan ou seja, 9: 4
4. A Terra experimenta uma aceleração devido à gravidade de 9,8 m / s2. Qual é o valor da aceleração da gravidade em relação à altura R da superfície da Terra? (R: raio da terra)
Responder:
É conhecido:
h = R
g = 9,8 m / s2
Responder:
g '= G M / (R + h) 2
g '= G M / (2R) 2
g '= g / 4
g '= 2,45 m / s2
Portanto, pode-se concluir se o valor da gravidade que ocorre em objetos em uma altura R é 2,45 m / s2.
5. Sabe-se que existem 2 planetas com massas diferentes, nomeadamente 4 × 1020 kg e 2 × 1020 kg. Os dois planetas estão separados por 2 × 105 km. Qual é a força gravitacional entre os dois planetas?
Responder:
m1 = 2 x 1020 kg
m2 = 4 x 1020 kg
r = 2 x 105 km = 2 x 108 m
F = G m1.m2r2
F = 6.672,10-11 2,1020 x 4,1020 (2,108) 2
F = 1.33.1014 N