Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe varieert versnelling als gevolg van zwaartekracht met hoogte?

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht, aangeduid met 'G', is niet constant, maar neemt af Naarmate de hoogte toeneemt. Dit is waarom:

* Newton's Law of Universal Gravitation: De zwaartekracht tussen twee objecten is evenredig met het product van hun massa en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand tussen hun centra.

* Afstand van het centrum van de aarde: Terwijl een object verder weg van het aardoppervlak gaat, neemt de afstand tussen het midden en het centrum van de aarde toe.

* Verminderde kracht: Deze toename van de afstand resulteert in een zwakkere zwaartekracht, wat leidt tot een afname van versnelling als gevolg van de zwaartekracht.

Wiskundige expressie:

De versnelling als gevolg van de zwaartekracht op een hoogte 'H' boven het aardoppervlak wordt gegeven door:

`` `

g '=g * (r / (r + h))^2

`` `

waar:

* g 'is de versnelling als gevolg van zwaartekracht op hoogte' h '

* G is de versnelling als gevolg van de zwaartekracht op het aardoppervlak (ongeveer 9,81 m/s²)

* R is de straal van de aarde (ongeveer 6.371 km)

* H is de hoogte boven het aardoppervlak

Sleutelpunten:

* De afname van 'g' is niet -lineair , wat betekent dat het niet met een constante snelheid afneemt.

* Op hoogten veel kleiner dan de straal van de aarde, is de verandering in 'G' te verwaarlozen. Voor significante hoogten zoals die van satellieten of ruimtevaartuigen wordt de afname echter merkbaar.

* De bovenstaande formule veronderstelt een sferische aarde met een uniforme dichtheid, wat een vereenvoudiging is. In werkelijkheid varieert de dichtheid van de aarde en kan de werkelijke waarde van 'G' enigszins verschillen.

Voorbeeld:

Op een hoogte van 100 km boven het aardoppervlak zou de versnelling als gevolg van de zwaartekracht ongeveer 9,53 m/s² zijn, ongeveer 3% minder dan de waarde op het aardoppervlak.