Modificarea gravitației cu latitudine și înălțime deasupra suprafeței Pământului
Motivul gravității corpurilor (greutatea lor) este efectul forțelor gravitaționale ale Pământului asupra lor.
Dacă Pământul ar fi o sferă și nu sa rotit în jurul axei sale, atunci forța gravitațională de pe Pământ ar fi egală cu forța gravitațională: F =. · MM / R 2
Dar Pământul este oarecum aplatizat la poli: raza sa polară este mai mică decât cea ecuatorică cu circa 21 km. Principalul motiv pentru schimbarea gravitației este rotația Pământului în jurul axei sale.
Cu rotația Pământului, vitezele liniare ale punctelor situate la diferite latitudini sunt diferite: la polii, viteza liniară este zero, iar la ecuator este cea mai mare. Prin urmare, forțele care furnizează o mișcare circulară a punctelor Pământului la diferite latitudini sunt diferite. Forța centripetală în acest caz este componenta forței gravitaționale.
Figura prezintă schematic diferitele poziții ale corpului cu masa m pe suprafața Pământului: la latitudini medii, la pol și la ecuator. Vectorul F este forța gravitațională cu care corpul în stare de repaus (relativ la Pământ) este atras de Pământ.
Deoarece corpul se rotește împreună cu Pământul, forța centrietală Fc.c acționează asupra acestuia, care poate fi reprezentată ca una din componentele forței gravitaționale F. Amplitudinea forței centripetale poate fi calculată în formula:
În cazul în care. - viteza unghiulară a rotației Pământului, r este raza cercului paralel și R este raza Pământului. Este latitudinea punctului.
O altă componentă a forței de greutate - forța P - se numește gravitație. Direcția gravitației se numește abruptă, așa cum se poate vedea din desen, numai la poli și ecuator coincide cu raza Pământului.
Observatorul situat pe suprafața Pământului și, prin urmare, participând la rotația zilnică, va observa acțiunea a numai un singur element - forța gravitațională P.
Acțiunea gravitației P se manifestă în două moduri; dinamic - în mesajul către corpurile de accelerare (P = mg) și static - în presiunea pe suport sau în tensiunea suspensiei.
La polii, viteza liniară de rotație a punctelor Pământului este zero, de unde forța centripetală (Fc.s) este zero, deci gravitatea la poli este egală cu forța gravitațională:
La ecuator, forța centrică Fc. este direcționat, ca și forța gravitațională F, de-a lungul razei până la centrul pământului, deci gravitatea la ecuator:
La orice altă latitudine. forța gravitațională este mai mică decât forța gravitațională prin magnitudinea componentei forței centripetale (f), îndreptată de-a lungul razei Pământului.
Din formula P = mg rezultă că accelerația gravitației g variază în funcție de variația latitudinii locului. La pol, gn = 9,83 m / sec 2; la ecuator g = 9,78 m / sec 2. Accelerarea gravitației la 45 ° latitudine și la nivelul mării se numește normală, este egală cu 9,80665 m / sec 2.
Cu o înălțime deasupra suprafeței Pământului, gravitatea scade, după cum se poate observa din formula legii gravitației:
unde h este înălțimea relativă la suprafața Pământului.
Articole similare
-
Raport privind gravitatea, greutatea corporală și lipsa de greutate
-
Universitățile ca centre de cultură, educație și științe medievale
Trimiteți-le prietenilor: