重力定数はニュートンの普遍的な重力の法則で使用される比例定数であり、一般にGで表されます。ほとんどのテキストでは、次のように表されます。
G = 6.673×10-11 N m2 kg-2
これは通常、方程式で使用されます。
F =(G x m1 x m2)/ r2 、ここで
F =重力
G =重力定数
メートル1 =最初のオブジェクトの質量(大規模なオブジェクトであると想定しましょう)
メートル2 = 2番目のオブジェクトの質量(小さい方のオブジェクトであると想定しましょう)
r = 2つの質量間の距離
物理学のすべての定数と同様に、重力定数は経験値です。つまり、一連の実験とその後の観察を通じて証明されています。
重力定数が最初に紹介されたのは、アイザックニュートンが1687年にポロゾフィエナチュラリスプリンシピアマテマティカの人気のある出版物を発表したときですが、実際の実験で定数が観測されたのは1798年のことです。驚かないでください。それは物理学ではほとんどこのようなものです。数学的予測は通常、実験的証明に先行します。
とにかく、それを首尾よく測定した最初の人物は、非常に敏感なねじりバランスを使用して2つの鉛の質量の間の非常に小さな力を測定したイギリスの物理学者、ヘンリーキャベンディッシュでした。キャベンディッシュ以降、より正確な測定が行われましたが、値の改善(つまり、ニュートンのGに近い値を取得できる)はそれほど重要ではなかったことに注意してください。
Gの値を見ると、他の量を掛けるとかなり小さな力になることがわかります。その値が実際にどれほど小さいかをよりよく理解できるように拡張してみましょう:0.00000000006673 N m2 kg-2
では、2つの1 kgのオブジェクトが幾何学的中心から1メートル離れている場合、互いにどのような力が作用するか見てみましょう。それで、私たちはどれくらい得ますか?
F = 0.00000000006673N。両方の質量を大幅に増やしても、それほど問題にはなりません。
たとえば、象の記録された最も重い12,000 kgを試してみましょう。これらが2つあり、それらの中心から1メートル離れていると仮定します。象はかなり頑丈なので想像するのは難しいですが、Gの重要性を強調したいので、この方法で進めましょう。
それで、どれくらい得ましたか?四捨五入しても0.01 Nしか得られません。比較すると、地球からリンゴに加えられる力は約1 Nです。誰かのそばに座っていると、引力が感じられないのも不思議ではありません…もちろん、あなたが男性で、その人がミーガンフォックスである場合を除いて(まだ、魅力が一方通行であると想定しても安全です)。
したがって、重力の力は、少なくとも1つの質量が非常に大きいと考える場合にのみ認識できます。惑星の。
この議論をもう1つの数学的な演習で終了させてください。あなたはあなたの質量とあなたの体重の両方を知っていると仮定し、あなたは地球の半径を知っています。それらを上記の方程式に代入し、他の質量を解きます。出来上がり!驚異の驚異、あなたは地球の質量を手に入れました。
重力定数について詳しくは、こちらのSpace Magazineをご覧ください。基本的な力が時間とともに変化していないことが判明した新しい研究についてもっと知りたいですか?また、この記事のコメントにはいくつかの洞察があります。2億7千万光年にわたって観測された記録的な「Dark Matter Web」構造
NASAにはもっと詳しい情報があります。ここにいくつかのソースがあります:
- 重力
- ウェイト方程式
ぜひAstronomy Castで2つのエピソードをご覧ください。
- 重力波
- 重力レンズ
出典:
- ウィキペディア–重力定数
- NASA –重量方程式
- 物理学教室–ニュートンの万有引力の法則