Wat is de wet van de universele zwaartekracht van Newton?

Wanneer NASA raketten de ruimte in stuurt, hebben ze te maken met veel meer dan alleen astronautentraining, brandstofladingen , en een algemene missiedoelstelling. De astrofysici die ruimtereizen plannen, hebben ook te maken met fundamentele natuurwetten. De belangrijkste daarvan is de wet van de universele zwaartekracht van Sir Isaac Newton.

Leer van de besten

Ga naar sectie

• Wat is de wet van de universele zwaartekracht van Newton?
• Wat is de geschiedenis van de wet van universele zwaartekracht?
• Wat zijn enkele toepassingen van de wet van universele zwaartekracht?
• Meer informatie over de MasterClass van Chris Hadfield

Wat is de wet van de universele zwaartekracht van Newton?

Newtons wet van universele zwaartekracht stelt dat twee lichamen in de ruimte aan elkaar trekken met een kracht die evenredig is met hun massa en de afstand ertussen. Voor grote objecten die om elkaar heen draaien, bijvoorbeeld de maan en de aarde, betekent dit dat ze een merkbare kracht op elkaar uitoefenen. Het lijkt misschien alsof de maan om een ​​relatief statische aarde draait, maar in werkelijkheid draaien de maan en de aarde rond een derde punt tussen hen in. Dat punt wordt het barycentrum genoemd.

Volgens de voorwaarden van de wet van Newton trekt elk object in het universum elk ander object aan met een meetbare kracht (hoe klein ook). De kracht is:

verschil tussen filodeeg en bladerdeeg

• Recht evenredig met het product van de massa's van twee objecten
• Omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand tussen de objecten

Dit principe kan worden uitgedrukt in de vergelijking: F = G mM / r^2

vind zon en maan teken

Binnen deze vergelijking:

• F is de grootte van de kracht
• m is de massa van het kleinere object
• M is de massa van het grotere object
• r is de afstand tussen de massamiddelpunten van de objecten
• G is de zwaartekrachtconstante

Wat is de geschiedenis van de wet van universele zwaartekracht?

Sir Isaac Newton was de eerste wetenschapper die het concept van zwaartekracht specifiek verwoordde, en zijn geschriften beschrijven hoe zwaartekracht zowel vallende objecten als de bewegingen van hemellichamen beïnvloedt.

Newton ging echter mee op de observaties en theorieën van andere wiskundigen en natuurkundigen, waaronder: Max Kepler; Robert Hooke; Edmund Halley; en Christopher Wren.

Meer dan 100 jaar nadat Newton zijn werk publiceerde, formuleerde de Engelse natuurkundige Henry Cavendish het concept van de zwaartekrachtconstante G . Het werk van Cavendish hielp onder meer bij het vaststellen van een nauwkeurige waarde voor de totale massa van de aarde. (Bij gebruik van de vergelijking van Newton om de zwaartekrachtseffecten van de aarde op een aardgebonden object te meten, M zou de massa van de aarde vertegenwoordigen en m zou de massa van het aardgebonden object vertegenwoordigen.)

Wat zijn enkele toepassingen van de wet van universele zwaartekracht?

De wet van universele zwaartekracht is van toepassing op veel onderwerpen binnen de moderne wetenschap. Deze onderwerpen zijn onder meer:

hoeveel kopjes in 1 pint

• Getijden (veroorzaakt door de aantrekkingskracht van de maan op aarde)
• De interactie tussen twee aardgebonden objecten
• De interactie tussen een aardgebonden object en de aarde zelf
• Astrofysica, inclusief hoe hemellichamen kracht uitoefenen op elkaar en op veel kleinere objecten, zoals ruimtevaartuigen.

Voor een ruimteschip dat in een baan om de aarde draait of de aarde verlaat, aangezien de massa van het ruimteschip ten opzichte van de aarde klein is, oefent het schip niet veel kracht uit op de aarde. De belangrijkste implicatie voor ruimtevluchten is dat de zwaartekracht op het ruimteschip afneemt naarmate de afstand tussen het ruimteschip en de aarde toeneemt. In feite neemt de kracht snel af, omdat deze wordt gedeeld door de afstand in het kwadraat.

Leer meer over ruimteverkenning in de MasterClass van voormalig astronaut Chris Hadfield.