Law of Universal Gravitation ni Newton
Bawat object na may mass ay humihila sa bawat ibang object na may mass — bumabagsak ang mansanas sa Earth dahil sa parehong dahilan kung bakit nananatili ang Moon sa orbit nito. Napakabilis humina ng hilik na ito sa distansya: doble ang layo ay isa-kapat na lang ang force.
Ang Formula
F = G · M · m / r²
- F — puwersa (N): ang gravitational na hilik sa pagitan ng dalawang object
- G — gravitational constant (N·m²/kg²): isang nakapirming maliit na numero na nagtatakda ng lakas ng gravity kahit saan
- M — unang mass (kg): ang mass ng unang object, tulad ng isang planeta
- m — ikalawang mass (kg): ang mass ng ikalawang object, tulad ng isang satellite
- r — distansya (m): ang distansya sa pagitan ng mga gitna ng dalawang object
Halimbawang Nalutas
Ang isang planeta ay humihila sa 1 kg na satellite. Sa planetang ito, ang G times M ay lumalabas na simpleng 40 sa mga unit namin, at ang satellite ay umiikot sa distansyang 2 metro. Ano ang gravitational force?
- G · M = 40 N·m²/kg
- m = 1 kg
- r = 2 m
- F = (G · M) · m / r²
- F = 40 · 1 / 2² = 40 · 1 / 4
F = 10 N
Subukin ang iyong sarili
Ang parehong satellite ay umiikot ngayon nang doble ang layo, sa 4 metro, na may parehong G M na 40 at mass na 1 kg. Ano ang bagong force?
- 5 N
- 20 N
- Tamang sagot: 2.5 N
Tama! Ang pagdoble sa distansya ay hinahati sa 2 kuwadrado — apat — ang force: 40 · 1 / 4² = 40 / 16 = 2.5 N.
Panatilihin ang distansya sa 2 metro at G M sa 40, ngunit palitan ng mas mabigat na 2 kg na satellite. Ano ang bagong force?
- Tamang sagot: 20 N
- 10 N
- 40 N
Oo! Tuwirang sumusunod sa mass ang force: 40 · 2 / 2² = 40 · 2 / 4 = 20 N.
Saan Mo Ito Makikita
Ang Buwan na nananatiling nasa orbit at isang mansanas na nahuhulog mula sa isang puno ay ang parehong puwersa sa dalawang magkaibang distansya — ang insight ni Newton ay na hindi ang mga ito ay hiwalay na mga phenomena sa lahat. Ang mga satellite, ang International Space Station, at bawat planeta na umiikot sa Araw ay nananatiling nasa itaas dahil ang gravity ay nagbibigay ng eksakto ang centripetal force na kailangan ng kanilang curved paths.
Karaniwang Mga Pagkakamali
Isang karaniwang maling pananaw ay na ang mga astronauta sa orbit ay "walang timbang" dahil ang gravity ay masyadong mahina doon — sa altitude ng ISS ang gravity ay pa rin tungkol sa 90% kasing lakas tulad sa ibabaw ng Earth; ang mga astronauta ay pakiramdam na walang timbang dahil ang kanila at ang istasyon ay pareho sa tuloy-tuloy na free fall sa paligid ng Earth, hindi dahil ang gravity ay nag-off. Isa pang maling konsepto ay inaasahan na ang gravity ay bumaba sa zero sa ilang finite na distansya — hindi ito kailanman umabot sa zero, ito ay patuloy na humihina, sumusunod sa inverse-square law magpakailanman.
Paano Ito Konektado
Ang gravitation ay ang specific na batas ng puwersa na umuusbong sa centripetal force ng a = v²/r upang panatilihin ang mga orbiting bodies na gumagalaw sa isang kurba sa halip na lumipad nang diretso. Ang mga batas ni Kepler, susunod, ay naglalarawan ng mga hugis at timing ng mga orbit na ang batas ng puwersa na ito ay aktwal na gumagawa — ellipse, hindi bilog, na may tiyak na relasyon sa pagitan ng orbital period at distansya.