กฎแรงดึงดูดระหว่างมวลของนิวตัน (Newton’s gravitational law during mass)

กฎแรงดึงดูดระหว่างมวลของนิวตัน (Newton’s gravitational law during mass)

           นิวตันเสนอกฎแรงดึงดูดระหว่างมวลไว้ว่า

“วัตถุ ทั่งหลายในเอกภพจะออกแรงดึงดูด ซึ่งกันและกัน โดยขนาดของแรงดึงดูดระหว่างวัตถุคู่หนึ่ง ๆจะแปรผันตรงกับผลคูณระหว่างมาลวัตถุที่สองและจะแปรผกผันกับกำลังสองชองระยะ ทางระหว่างวัตถุทั้งสองนั่น”

Image

ตามกฎแรงดึงดูดระหว่างมวลที่นิวตันเสนอ พิจารณาจากรูป  เราจะสามารถเขียนได้ว่า

Image

เมื่อ m1 และ m2 เป็นมวลของวัตถุแต่ละก้อน มีหน่วยเป็น กิโลกรัม
R เป็นระยะระหว่างมวล m1 กับm2 มีหน่วยเป็น เมตร
G เป็นค่าคงตัวความโน้มถ่วงสากล เท่ากับ 6.673 x10-11 นิวตัน – เมตรต่อกิโลกรัม2
FG เป็นแรงดึงดูดระหว่างมวล m1 กับm2 มีหน่วยเป็น นิวตัน

           แรง FG ตามกฎของนิวตันมีความหมายว่า เป็นแรงดูดอย่างเดียวไม่มีแรงผลัก และเป็นแรงกระทำร่วม กล่าวคือมวล m1 และ m2 ต่างฝ่ายต่างดูดซึ่งกันcละกันด้วยแรงขนาด ตามสมการ (1 )แต่ทิศทางตรงข้ามกัน ไม่มีใครดูดใครมากกว่าใคร

Image

มวลของโลก

จากรูป วัตถุมวล m อยู่ที่ผิวโลกซึ่งมีมวล me มีรัศมี Re วัตถุและโลกต่างดูดซึ่งกันและกันด้วยแรง Fe มีค่าเป็น

Image

           แรง ที่วัตถุและโลกต่างดูดซึ่งกันและกันนี้แท้จริง คือน้ำหนักของวัตถุนั่นเอง ดังนั้นถ้า g เป็นอัตราเร่งโน้มถ่วงที่ผิวโลกจากสมการข้างต้นจะเขียนใหม่ได้เป็น

Image

Image

      สมการนี้เป็นสมการที่แสดงค่ามวลของโลก ซึ่วถ้าททราบรัศมีของโลกเราจะสามารถคำนวณมวลของโลกได้สมมติถ้ารัศมีของลกเท่ากับ 6.38 102 เมตร จะได้มวลของโลก meเท่ากับImage

 me = 5.98×104 kg 

ความเร่งเนื่องจากความโน้มถ่วง ณ ตำแหน่งห่างจากโลก

         ในการพิจารณามวลของโลก เราจะไม่ได้สมการ(4) ถ้าเราตัดมวล m ทั้งสองข้างจะได้

Image

          จากสมการข้างต้นจะเห็นว่า ค่า g ซึ่งเป็นค่าความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง จะมีค่าขึ้นกับรัศมีโลก Re หรืออาจกล่าวให้ชัดเจนขึ้นว่า g ขึ้นกับระยะทางห่างจากโลกออกไป กล่าวคือ g จากเมื่อระยะทางน้อย และ g จะน้อยเมื่อระยะทางงมาก หรือกล่าวสรุปว่า g แปรผันกับระยะห่างจากจุดศูนย์กลางของโลกยกกำลังสอง

ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ณ ตำแหน่งลึกลงไปใต้ผิวโลก

         ในกรณีที่พิจารณา g ที่ตำแหน่งลึกลงไปใต้ผิวโลกจะพบว่า g แปรผันโดยตรงกับระยะจากศูนย์กลางของโลกถึงตำแหน่งที่พิจารณา และมีค่าเป็นศูนย์ที่จุดศูนย์กลางของโลก โดยจะได้

Image

เมื่อ r เป็นความหนาแน่นของโลก และ R เป็นระยะจากศูนย์กลางโลกถึงตำแหน่งที่พิจารณา

อ้างอิงจาก  http://student.kru-ff.com/40203/?page_id=210

This entry was posted in Uncategorized. Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s