תאוצה לעומת שדה כבידה

תאוצה ותחום כבידה הם שני מושגים שנדונו תחת מכניקה בפיזיקה. שני מושגים אלה חשובים לא פחות כשמדובר בהבנת המכניקה של הטבע. חיוני להבנה טובה לגבי האצה ותחום הכבידה בתחומי האסטרונומיה, הפיזיקה, ההנדסה ומדעי הטילים. עבור אנשים מסוימים שני המושגים הללו היו נראים דומים במקצת, לאחרים שניים אלו נראים לגמרי לא במקום. במאמר זה, אנו הולכים להבין טוב מה הם שדה הכבידה והתאוצה, הגדרותיהם, קווי הדמיון ולבסוף ההבדלים ביניהם.

האצה

האצה מוגדרת כקצב שינוי המהירות של גוף. חשוב לשים לב שתאוצה תמיד דורשת כוח נטו הפועל על העצם. זה מתואר בחוק התנועה השני של ניוטון. החוק השני קובע כי הכוח הנקי F על גוף שווה לשיעור השינוי של המומנטום הליניארי של הגוף. מכיוון שהתנופה הליניארית ניתנת על ידי תוצר המסה ומהירות הגוף, והמסה אינה משתנה בסולם לא-רלטיביסטי, הכוח שווה למסה כפול קצב שינוי המהירות, שהוא התאוצה. יכולות להיות כמה סיבות לכוח זה. כוח אלקטרומגנטי, כוח כבידה וכוח מכני הם שם כמה. ההאצה עקב מסה בסביבה מכונה האצת הכבידה. יש לשים לב שאם חפץ לא נתון לכוח נטו האובייקט לא ישנה את המהירות של עצמו, בין שהוא נע או נייח. שימו לב שתנועת האובייקט אינה מצריכה כוח, אך התאוצה תמיד דורשת כוח.

שדה הכבידה

שדה הכבידה הוא מושג ושיטה לחישוב והסבר של תופעות המתרחשות סביב כל אובייקט בעל מסה. שדה כבידה מוגדר סביב כל מסה. על פי חוק הכבידה האוניברסלי של ניוטון, שתי המוני M ו- m המחולקים על ידי מרחק סופי r מפעילים זה את זה F = G M m / r2. אם ניקח את המקרה של m = 1, נקבל משוואה חדשה, שבה F = GM / r2. עוצמת שדה הכבידה של נקודה הממוקמת במרחק r מהמסה מוגדרת ככוח לכל מסה ליחידה בנקודה r, זה נקרא בדרך כלל g, כאשר g = GM / r2. מכיוון שאנו מכירים F = ma, ו- F = GMm / r2, אנו יכולים לראות ש- = GM / r2. המשמעות היא שעוצמת שדה הכבידה והתאוצה כתוצאה מכוח הכבידה זהים. תאוצה זו מכונה האצת הכבידה.