Pdf downloaden
Pdf downloaden
De zwaartekracht is een van de natuurkrachten. Het belangrijkste aspect van de zwaartekracht is dat het universeel is: alle dingen worden tot elkaar aangetrokken door de zwaartekracht. [1] X Bron De zwaartekracht die op een willekeurig object werkt, is afhankelijk van de massa van beide objecten en de onderlinge afstand. [2] X Bron
Stappen
-
Geef de definitie voor de vergelijking van de zwaartekracht waarmee een object wordt aangetrokken, F grav = (Gm 1 m 2 )/d 2 . [3] X Bron Om de zwaartekracht op een object correct te kunnen bepalen, gaat deze vergelijking uit van de massa van beide objecten en de afstand tussen beide objecten. De variabelen worden hieronder gedefinieerd.
- F grav is de zwaartekracht
- G is de universele gravitatieconstante 6,673 x 10 -11 Nm 2 /kg 2 [4] X Bron
- m 1 is de massa van het eerste object
- m 2 is de massa van het tweede object
- d is de afstand tussen het midden van beide objecten
- Soms zal je de letter r zien staan in plaats van de letter d . Beide symbolen staan voor de afstand tussen beide objecten.
-
Gebruik de juiste metrieke eenheden. Voor deze specifieke vergelijking zal je gebruik moeten maken van het metrieke stelsel. De massa van beide objecten dient in kilogram (kg) te zijn en de afstand in meter (m). Je zult naar deze eenheden moeten converteren voor je verder kunt gaan met de berekening.
-
Bepaal de massa van het desbetreffende object. Kleinere objecten kun je wegen op een weegschaal of balans, om het gewicht in kilogram (kg) te bepalen. Wat grotere objecten betreft zal je een schatting van de massa moeten maken met behulp van een tabel of online. Bij natuurkundige opgaven is de massa van het object meestal bekend.
-
Meet de afstand tussen de twee objecten. Als je de zwaartekracht tussen een object en de Aarde wilt berekenen, zal je moeten bepalen hoever het object verwijderd is van het midden van de Aarde. [5] X Bron
-
Los de vergelijking op. Heb je de variabelen van de vergelijking eenmaal gedefinieerd, dan kun je ze invullen en de vergelijking oplossen. Zorg dat alle eenheden in het metrieke stelsel staan en de juiste schaal hebben. Massa hoort in kilogram, en afstand in meter vermeld te worden. Los de vergelijking op met behulp van de juiste bewerkingsvolgorde.
- Bijvoorbeeld: Bepaal de zwaartekracht op een persoon van 68 kg op het oppervlak van de Aarde. De massa van de Aarde is 5,98 x 10 24 kg. [8] X Bron
- Zorg dat al je variabelen de juiste eenheden hebben. m 1 = 5,98 x 10 24 kg, m 2 = 68 kg, G = 6,673 x 10 -11 Nm 2 /kg 2 , en d = 6,38 x 10 6 m
- Noteer de vergelijking: F grav = (Gm 1 m 2 )/d 2 = [(6,67 x 10 -11 ) x 68 x (5,98 x 10 24 )]/(6,38 x 10 6 ) 2
- Vermenigvuldig de massa van de twee objecten met elkaar. 68 x (5,98 x 10 24 ) = 4,06 x 10 26
- Vermenigvuldig het product van m 1 en m 2 met de gravitatieconstante G . (4,06 x 10 26 ) x (6,67 x 10 -11 ) = 2,708 x 10 16
- Kwadrateer de afstand tussen de twee objecten. (6,38 x 10 6 ) 2 = 4,07 x 10 13
- Deel het product van G x m 1 x m 2 door het kwadraat van de afstand voor het bepalen van de zwaartekracht in Newton (N). 2,708 x 10 16 /4,07 x 10 13 = 665 N
- De zwaartekracht is 665 N.
Advertentie
-
Begrijp de tweede bewegingswet van Newton, F = ma . De tweede bewegingswet van Newton stelt dat elk object zal versnellen wanneer er een netto of niet in evenwicht zijnde kracht op wordt uitgeoefend. [9] X Bron Met andere woorden, als een kracht wordt uitgeoefend op een object die groter is dan de krachten op het object in tegenovergestelde richting, dat het object dan in de richting van de grotere kracht zal versnellen.
- Deze wet kan samengevat worden met de vergelijking F = ma , waarbij F de kracht, m de massa van het object en a de versnelling is.
- Met behulp van deze vergelijking kunnen we de zwaartekracht op elk object op het oppervlak van de Aarde uitrekenen, met behulp van de bekende gravitatieversnelling.
-
Weet wat de gravitatieversnelling is op Aarde. Op Aarde zorgt de zwaartekracht ervoor dat objecten een versnelling krijgen van 9,8 m/s 2 . Op het oppervlak van de Aarde kunnen we de vereenvoudigde vergelijking F grav = mg gebruiken voor het berekenen van de zwaartekracht.
- Wil je een meer exacte benadering van de zwaartekracht, dan kun je altijd de bovenstaande vergelijking gebruiken, F grav = (GM Aarde m)/d 2 .
-
Gebruik de juiste metrieke eenheden. Voor deze specifieke vergelijking zal je gebruik moeten maken van het metrieke stelsel. De massa van beide objecten dient in kilogram (kg) te zijn en de afstand in meter (m). Je zult naar deze eenheden moeten converteren voor je verder kunt gaan met de berekening.
-
Bepaal de massa van het desbetreffende object. Kleinere objecten kun je wegen op een weegschaal of balans, om het gewicht in kilogram (kg) te bepalen. Wat grotere objecten betreft zal je een schatting van de massa moeten maken met behulp van een tabel of online. Bij natuurkundige opgaven is de massa van het object meestal bekend.
-
Los de vergelijking op. Heb je de variabelen van de vergelijking eenmaal gedefinieerd, dan kun je ze invullen en de vergelijking oplossen. Zorg dat alle eenheden in het metrieke stelsel staan en de juiste schaal hebben. Massa hoort in kilogram en afstand in meter te staan. Los de vergelijking op met behulp van de juiste bewerkingsvolgorde.
- We gebruiken dezelfde vergelijking als hierboven en gaan bekijken hoe goed onze benadering is. Bepaal de zwaartekracht op een persoon van 68 kg op het oppervlakte van de Aarde.
- Zorg dat alle variabelen de juiste eenheden hebben: m = 68 kg, g = 9,8 m/s 2 .
- Noteer de vergelijking. F grav = mg = 68*9,8 = 666 N.
- Met F = mg is de zwaartekracht is 666 N, terwijl een meer exacte vergelijking een kracht van 665 N oplevert. Zoals je ziet zijn deze waarden bijna identiek.
Advertentie
Tips
- Deze twee formules horen hetzelfde resultaat op te leveren, maar de kortere formule is eenvoudiger om toe te passen bij opgaven over objecten op het aardoppervlak.
- Gebruik de eerste formule als je de gravitatieversnelling op een planeet niet kent, of als je de aantrekkingskracht tussen twee bijzonder grote objecten bepaalt, zoals tussen een maan en een planeet.
Advertentie
Bronnen
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-3/Newton-s-Law-of-Universal-Gravitation
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-3/Newton-s-Law-of-Universal-Gravitation
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-3/Newton-s-Law-of-Universal-Gravitation
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-3/Newton-s-Law-of-Universal-Gravitation
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-3/The-Value-of-g
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-3/The-Value-of-g
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-3/The-Value-of-g
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-3/The-Value-of-g
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/newtlaws/Lesson-3/Newton-s-Second-Law
Over dit artikel
Deze pagina is 5.200 keer bekeken.
Advertentie
Meld je aan voor de gratis nieuwsbrief van wikiHow!
Je vindt dan elke week handige handleidingen in je inbox.
Meld me aan!
