Gravitasjonskonstanten er proporsjonalitetskonstanten som brukes i Newtons Law of Universal Gravitation, og er ofte betegnet av G. I de fleste tekster ser vi den uttrykk som:
G = 6,673 × 10-11 N m2 kg-2
Det brukes vanligvis i ligningen:
F = (G x m1 x m2) / r2 , hvor
F = tyngdekraft
G = gravitasjonskonstant
m1 = masse av det første objektet (la oss anta at det er av det massive objektet)
m2 = masse av det andre objektet (la oss anta at det er av det mindre objektet)
r = skillet mellom de to massene
Som med alle konstanter i fysikk, er gravitasjonskonstanten en empirisk verdi. Det vil si at det er påvist gjennom en serie eksperimenter og påfølgende observasjoner.
Selv om gravitasjonskonstanten først ble introdusert av Isaac Newton som en del av hans populære publikasjon i 1687, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, var det først i 1798 at konstanten ble observert i et faktisk eksperiment. Ikke bli overrasket. Det er mest sånn i fysikken. De matematiske forutsigelsene går normalt foran de eksperimentelle bevisene.
Uansett var den første personen som vellykket målte den, den engelske fysikeren, Henry Cavendish, som målte den veldig bittesmå kraften mellom to blymasser ved å bruke en veldig følsom torsjonsbalanse. Det skal bemerkes at selv om det har vært mer nøyaktige målinger etter Cavendish, har forbedringene av verdiene (dvs. å kunne oppnå verdier nærmere Newtons G) ikke vært veldig betydelige.
Når vi ser på verdien til G, ser vi at når vi multipliserer den med de andre mengdene, resulterer det i en ganske liten kraft. La oss utvide den verdien for å gi deg en bedre ide om hvor liten den egentlig er: 0.00000000006673 N m2 kg-2
La oss nå se hvilken kraft to objekter på 1 kg vil utøve på hverandre når de geometriske sentrene er 1 meter fra hverandre. Så hvor mye får vi?
F = 0.00000000006673 N. Det betyr ikke så mye om vi øker begge massene betydelig.
La oss for eksempel prøve den tyngste registrerte massen til en elefant, 12 000 kg. Forutsatt at vi har to av disse, med en avstand på 1 meter fra sentrumene. Jeg vet at det er vanskelig å forestille seg at siden elefanter er ganske stødige, men la oss bare fortsette på denne måten fordi jeg vil legge vekt på betydningen av G.
Så hvor mye fikk vi? Selv om vi avrundet dette, vil vi fremdeles oppnå bare 0,01 N. Til sammenligning er kraften som jorden utøver på et eple omtrent 1 N. Ikke rart at vi ikke føler noen tiltrekningskraft når vi sitter ved siden av noen ... med mindre du selvfølgelig er en mann, og den personen er Megan Fox (fremdeles, vil det være trygt å anta at attraksjonen bare vil være én vei).
Derfor er tyngdekraften bare merkbar når vi anser minst en masse for å være veldig massiv, f.eks. en planet.
Tillat meg å avslutte denne diskusjonen med en matematisk øvelse til. Forutsatt at du kjenner både massen din og vekten din, og at du kjenner jordens radius. Plugg dem inn i ligningen ovenfor og løse for den andre massen. Voila! Rart av underverker, du har nettopp skaffet massen på jorden.
Du kan lese mer om gravitasjonskonstanten her i Space Magazine. Vil du lære mer om en ny studie som finner at grunnleggende kraft ikke har endret seg over tid? Det er også noen innsikt du kan finne blant kommentarene i denne artikkelen: Record Breaking “Dark Matter Web” Strukturer observert Spenner seg over 270 millioner lysår over
Det er mer om det på NASA. Her er et par kilder:
- Tyngde
- Vektsligningen
Her er to episoder på Astronomy Cast som du kanskje også vil sjekke ut:
- Gravitasjonsbølger
- Gravitasjonslinsing
kilder:
- Wikipedia - Gravitasjonskonstant
- NASA - Vektsligningen
- Fysikklasserom - Newtons universelle gravitasjonslov
