האצה לעומת שדה כבידה
האצה ושדה הכבידה הם שני מושגים שנידונו תחת מכניקה בפיזיקה. שני מושגים אלו חשובים באותה מידה כשמדובר בהבנת המכניקה של הטבע. זה חיוני להבנה טובה של תאוצה ושדה כבידה בתחומי האסטרונומיה, הפיזיקה, ההנדסה ומדעי הטילים. עבור אנשים מסוימים שני המושגים הללו ייראו דומים במקצת, עבור אחרים שני המושגים הללו ייראו לגמרי לא במקום. במאמר זה, אנו הולכים לקבל הבנה טובה לגבי מה הם שדה כבידה ותאוצה, ההגדרות שלהם, קווי הדמיון ולבסוף ההבדלים ביניהם.
Acceleration
האצה מוגדרת כקצב השינוי של מהירות הגוף. חשוב לשים לב שתאוצה תמיד דורשת כוח נטו הפועל על העצם. זה מתואר בחוק התנועה השני של ניוטון. החוק השני קובע שהכוח נטו F על גוף שווה לקצב השינוי של התנע הליניארי של הגוף. מכיוון שהתנע הליניארי ניתן ממכפלת המסה והמהירות של הגוף, והמסה אינה משתנה בקנה מידה לא יחסי, הכוח שווה למסה כפול קצב השינוי של המהירות, שהיא התאוצה. יכולות להיות מספר סיבות לכוח הזה. כוח אלקטרומגנטי, כוח כבידה וכוח מכני הם למנות כמה. התאוצה עקב מסה בקרבת מקום ידועה בתור תאוצת הכבידה. יש לשים לב שאם עצם אינו נתון לכוח נטו העצם לא ישנה את המהירות של עצמו, בין אם הוא היה נע או נייח. שימו לב שתנועת העצם אינה דורשת כוח, אבל התאוצה תמיד דורשת כוח.
שדה הכבידה
שדה כבידה הוא מושג ושיטה לחישוב והסבר של תופעות המתרחשות סביב כל עצם בעל מסה. שדה כבידה מוגדר סביב כל מסה. על פי חוק הכבידה האוניברסלי של ניוטון, שתי מסות M ו-m מחולקות במרחק סופי r מפעילות כוח F=G M m / r2 זו על זו. אם ניקח את המקרה של m=1, נקבל משוואה חדשה, שבה F=GM/r2 מוגדרת עוצמת שדה הכבידה של נקודה הממוקמת במרחק r מהמסה ככוח ליחידת מסה בנקודה r, נהוג לכנות זאת כ-g, כאשר g=GM/r2 מכיוון שאנו יודעים F=ma, ו-F=GMm/r 2, אנו יכולים לראות כי a=GM/r2 זה אומר שעוצמת שדה הכבידה והתאוצה עקב כוח הכבידה זהים. תאוצה זו ידועה בתור תאוצת הכבידה.
מה ההבדל בין תאוצה ושדה כבידה?
• תאוצה היא וקטור, בעוד ששדה כבידה הוא מושג המשמש לתיאור התנהגות מסות סביב מסה נתונה.
• עוצמת שדה הכבידה היא וקטור, והיא שווה לתאוצת הכבידה באותה נקודה.
• תאוצת הכבידה היא תמיד לכיוון העצם, בעוד שתאוצה באופן כללי יכולה להיות בכל כיוון, כל עוד הכוח הנקי נמצא באותו כיוון.
