Lai fizikā būtu ērti strādāt ar dažādiem lielumiem, tiek izmantots to standarta apzīmējums. Pateicoties viņiem, ikviens var viegli atcerēties daudzas svarīgas formulas noteiktiem procesiem. Šajā rakstā mēs aplūkosim jautājumu par to, ko fizikā nozīmē g.
Gravitācijas fenomens
Lai saprastu, ko fizikā nozīmē g (šī tēma tiek apskatīta vidusskolu 7. klasē), jāiepazīstas ar gravitācijas fenomenu. 17. gadsimta beigās Īzaks Ņūtons publicēja savu slaveno zinātnisko darbu, kurā formulēja mehānikas pamatprincipus. Šajā darbā viņš izcēla īpašu vietu tā sauktajam universālās gravitācijas likumam. Pēc viņa domām, visi ķermeņi, kuriem ir ierobežota masa, tiek piesaistīti viens otram neatkarīgi no attāluma starp tiem. Pievilkšanās spēku starp ķermeņiem ar masām m1, m2 aprēķina, izmantojot šādu formulu:
F=Gm1m2/r2.
Šeit G - universālā gravitācijas konstante, r -attālums starp ķermeņu masas centriem telpā. Spēku F sauc par gravitācijas mijiedarbību, kas, tāpat kā Kulona spēks, samazinās līdz ar attāluma kvadrātu, taču atšķirībā no Kulona spēka gravitācija ir tikai pievilcīga.
Brīva kritiena paātrinājums
Šīs raksta rindkopas nosaukums ir atbilde uz jautājumu, ko fizikā nozīmē burts g. To lieto, jo latīņu vārds "gravitācija" ir gravitas. Tagad atliek saprast, kas ir brīvā kritiena paātrinājums. Lai to izdarītu, apsveriet, kāds spēks iedarbojas uz katru ķermeni, kas atrodas netālu no Zemes virsmas. Ļaujiet ķermeņa masai m, tad mēs iegūstam:
F=Gm M /R2=mg, kur g=GM/R2.
Šeit M, R ir mūsu planētas masa un rādiuss. Ņemiet vērā, ka pat tad, ja ķermenis atrodas noteiktā augstumā h virs virsmas, tad šis augstums ir daudz mazāks par R, tāpēc formulā to var ignorēt. Aprēķiniet g vērtību:
g=GM/R2=6, 6710-115, 97210 24/(6371000)2=9,81 m/c2.
Ko fizikā nozīmē g? Paātrinājums g ir vērtība, par kādu palielinās absolūti jebkura ķermeņa ātrums, kas brīvi krīt uz Zemes virsmas. No aprēķiniem izriet, ka ātruma pieaugums katrā kritiena sekundē ir 9,81 m/s (35,3 km/h).
Lūdzu, ņemiet vērā, ka g vērtība nav atkarīga no ķermeņa masas. Patiesībā var redzēt, ka blīvāki ķermeņi krīt ātrāk mazākblīvs. Tas notiek tāpēc, ka tos ietekmē dažādi gaisa pretestības spēki, nevis dažādi gravitācijas spēki.
Iepriekš minētā formula ļauj noteikt g ne tikai mūsu Zemei, bet arī jebkurai citai planētai. Piemēram, ja ar to aizvietojam Marsa masu un rādiusu, mēs iegūstam vērtību 3,7 m/s2, kas ir gandrīz 2,7 reizes mazāka nekā Zemei.
Ķermeņa svars un paātrinājums g
Iepriekš apskatījām, ko g nozīmē fizikā, arī izrādījās, ka tas ir paātrinājums, ar kādu visi ķermeņi krīt gaisā, un g ir arī koeficients, aprēķinot gravitāciju.
Tagad apsveriet situāciju, kad ķermenis atrodas miera stāvoklī, piemēram, glāze atrodas uz galda. Uz to iedarbojas divi spēki – gravitācijas un atbalsta reakcijas. Pirmais ir saistīts ar gravitāciju un ir vērsts uz leju, otrais ir saistīts ar galda materiāla elastību un ir vērsts uz augšu. Stikls nelido augšā un nekrīt cauri galdam tikai tāpēc, ka abi spēki līdzsvaro viens otru. Šajā gadījumā spēku, ar kādu ķermenis (stikls) spiež uz balstu (galdu), sauc par ķermeņa svaru. Acīmredzot tā izteiksme būs šāda:
P=mg.
Ķermeņa svars ir mainīga vērtība. Iepriekš uzrakstītā formula ir derīga miera stāvoklim vai vienmērīgai kustībai. Ja ķermenis pārvietojas ar paātrinājumu, tad tā svars var gan palielināties, gan samazināties. Piemēram, astronautu svars, kurus pastiprinātājs palaiž zemā Zemes orbītā, palaišanas laikā palielinās vairākas reizes.
