De ontdekkingen van Sir Isaac Newton hebben een revolutie teweeggebracht in ons begrip van de natuurlijke wereld. Van al zijn vele bijdragen, een van de meest verstrekkend was zijn theorie van de zwaartekracht. Hoewel zwaartekracht de zwakste van de vier grote krachten is, speelt het ook een immense rol in ons dagelijks leven - omdat zo zwak als het is, de massa van de aarde zo groot is dat de aantrekkingskracht op ons erg groot is. We kunnen de aantrekkingskracht van zwaartekracht tussen twee objecten berekenen met behulp van de vergelijkingen van Newton.

Schrijf de vergelijking van Newton voor zwaartekracht op, F = G (M xm) /r in het kwadraat, waarbij M de massa is van één object, m is de massa van het andere object, en r is de afstand tussen de middelpunten van de twee massa's. Als u bijvoorbeeld op het aardoppervlak staat, is r de afstand van het middelpunt van de aarde tot u (of tot uw middelpunt, om preciezer te zijn, maar meestal is er geen behoefte aan dat niveau van nauwkeurigheid). G is een universele constante. Het is een heel klein aantal: 6,67 x 10 ^ -11 Newton-meter in het kwadraat per vierkante kilogram. De eenheden aan het einde van de constante annuleren met de eenheden in de vergelijking, zodat uw antwoord altijd in newtons is, de standaardeenheid van kracht.

Bepaal de afstand tussen de middelpunten van de twee objecten. Als u een quizprobleem heeft, krijgt u deze informatie waarschijnlijk. Als u een berekening uitvoert voor een object op of in de buurt van het aardoppervlak, kunt u de gemiddelde straal van de aarde gebruiken, 6.371 kilometer, en de hoogte van het object boven de grond toevoegen.

Bepaal de massa van het object twee objecten. Als de aarde een van de twee objecten is, is de massa 5.9736 x 10 ^ 24 kilogram - een extreem groot aantal.

Steek deze cijfers in de vergelijking. Laten we bijvoorbeeld zeggen dat uw gewicht 80 kilogram is en dat u op het aardoppervlak staat. Als u alle bovenstaande nummers in de vergelijking hebt gestoken, heeft u het volgende:

Force = ((6.67 x 10 ^ -11 newton meter squared per kilogram squared) * (5.9736 x 10 ^ 24 kilogram) * (80 kilogram)) /(6371 x 10 ^ 3 meter) in het kwadraat = 785,3 newtons. Vermenigvuldig je antwoord in newtons met 0.224809 om 177 pond te krijgen - wat in feite is hoeveel je weegt. Merk op dat gewicht slechts een maatstaf is voor kracht, dus als we pond zeggen, hebben we het echt over hoeveel kracht de Aarde op jou uitoefent, die varieert naargelang je massa.

Merk je iets interessants op? Niet alleen oefent de Aarde een kracht op je uit, maar je oefent ook een kracht op de Aarde uit. Onthoud de vergelijking van Newton voor kracht echter:

Force = massa x versnelling

Als je de kracht die je op aarde uitoefent (785,3 newtons in ons voorbeeld) deelt door de massa van de aarde, krijg je de versnelling van de aarde door je aantrekkingskracht. De massa van de aarde is zo groot dat deze versnelling belachelijk klein is - in feite is het voor alle praktische intenties en doeleinden te verwaarlozen. Als je je massa van 785,3 newtons deelt met je massa van 80 kilogram, krijg je echter 9,81 meter per seconde in het kwadraat - een zeer aanzienlijke versnelling.