Kad būtų patogu dirbti su skirtingais dydžiais fizikoje, naudojamas standartinis jų žymėjimas. Jų dėka kiekvienas gali lengvai prisiminti daugybę svarbių tam tikrų procesų formulių. Šiame straipsnyje mes apsvarstysime klausimą, ką fizikoje reiškia g.
Gravitacijos reiškinys
Norint suprasti, ką fizikoje reiškia g (šia tema nagrinėjama 7 vidurinių mokyklų klasėje), reikėtų susipažinti su gravitacijos reiškiniu. XVII amžiaus pabaigoje Izaokas Niutonas paskelbė savo garsųjį mokslinį darbą, kuriame suformulavo pagrindinius mechanikos principus. Šiame darbe jis išskyrė ypatingą vietą vadinamajam visuotinės gravitacijos dėsniui. Anot jo, visi kūnai, turintys baigtinę masę, traukia vienas kitą, nepaisant atstumo tarp jų. Kūnų, kurių masės m1, m2, traukos jėga apskaičiuojama pagal šią formulę:
F=Gm1m2/r2.
Čia G – universali gravitacinė konstanta, r –atstumas tarp kūnų masės centrų erdvėje. Jėga F vadinama gravitacine sąveika, kuri, kaip ir Kulono jėga, mažėja atstumo kvadratu, tačiau skirtingai nei Kulono jėga, gravitacija yra tik patraukli.
Laisvas kritimo pagreitis
Šios straipsnio pastraipos pavadinimas yra atsakymas į klausimą, ką fizikoje reiškia raidė g. Jis naudojamas, nes lotyniškas žodis „gravitacija“yra gravitas. Dabar belieka suprasti, kas yra laisvojo kritimo pagreitis. Norėdami tai padaryti, apsvarstykite, kokia jėga veikia kiekvieną kūną, esantį šalia Žemės paviršiaus. Tegul kūno masė m, tada gauname:
F=Gm M /R2=mg, kur g=GM/R2.
Čia M, R yra mūsų planetos masė ir spindulys. Atkreipkite dėmesį, kad net jei kūnas yra tam tikrame aukštyje h virš paviršiaus, tai šis aukštis yra daug mažesnis nei R, todėl formulėje į jį galima nepaisyti. Apskaičiuokite g reikšmę:
g=GM/R2=6, 6710-115, 97210 24/(6371000)2=9,81 m/c2.
Ką fizikoje reiškia g? Pagreitis g yra reikšmė, kuria padidėja absoliučiai bet kurio kūno, laisvai krentančio ant Žemės paviršiaus, greitis. Iš skaičiavimų matyti, kad greitis kiekvieną kritimo sekundę padidėja 9,81 m/s (35,3 km/h).
Atkreipkite dėmesį, kad g reikšmė nepriklauso nuo kūno masės. Tiesą sakant, matyti, kad tankesni kūnai krenta greičiau mažiautankus. Taip nutinka todėl, kad juos veikia skirtingos oro pasipriešinimo jėgos, o ne skirtingos gravitacijos jėgos.
Aukščiau pateikta formulė leidžia nustatyti g ne tik mūsų Žemei, bet ir bet kuriai kitai planetai. Pavyzdžiui, jei į jį pakeisime Marso masę ir spindulį, gausime 3,7 m/s 2 reikšmę, kuri yra beveik 2,7 karto mažesnė nei Žemės.
Kūno svoris ir pagreitis g
Aukščiau pažiūrėjome, ką fizikoje reiškia g, taip pat paaiškėjo, kad tai yra pagreitis, kuriuo visi kūnai krenta ore, o g taip pat yra koeficientas skaičiuojant gravitaciją.
Dabar apsvarstykite situaciją, kai kūnas ilsisi, pavyzdžiui, ant stalo stovi taurė. Jį veikia dvi jėgos – gravitacija ir atramos reakcijos. Pirmasis yra susijęs su gravitacija ir yra nukreiptas žemyn, antrasis yra dėl stalo medžiagos elastingumo ir yra nukreiptas į viršų. Stiklas neskrenda aukštyn ir nekrenta per stalą vien todėl, kad abi jėgos subalansuoja viena kitą. Šiuo atveju jėga, kuria kūnas (stiklas) spaudžia atramą (stalą), vadinama kūno svoriu. Akivaizdu, kad jo išraiška bus tokia:
P=mg.
Kūno svoris yra kintama reikšmė. Aukščiau parašyta formulė galioja ramybės būsenai arba vienodam judėjimui. Jei kūnas juda su pagreičiu, jo svoris gali tiek didėti, tiek mažėti. Pavyzdžiui, astronautų, kuriuos stiprintuvas paleidžia į žemą Žemės orbitą, svoris paleidimo metu padidėja kelis kartus.
