Gravitation, Gravity, Universal Gravitation, Gravitational Force Field   중력, 만유인력, 중력장

(2022-03-13)

만유인력 법칙, Gravitational Constant, 중력 상수, 만유인력 상수


1. 만유인력 (Universal Gravitation) 이란?

  ㅇ 두 질량 사이에 작용하는 
     - 질량에 의해 상호 작용하는 물체의 특성 임
        . 물체의 질량(중력질량)에 의해 정해짐 
        . 한편, 전기력전하량에 의해 정해짐

  ㅇ 서로 끌어당기는 
     - 쿨롱의 힘(전기력 : 인력,척력)과는 달리, 항상 끌어당기는 인력(引力) 만 있음


2. 뉴튼의 만유인력 법칙 (중력 법칙) (Newton's Law of Universal Gravitation)

  ㅇ 일반적으로, 다음과 같이 표현됨
     - 질량을 갖는 모든 입자 간에는, 항상 인력이 작용
     - 그 세기는, 두 질량 곱에 비례하고, 둘 사이 거리의 제곱에 반비례
     - 의 작용선은, 두 물체를 잇는 직선 상에 있음

  ㅇ 만유인력 표현식
      
[# \mathbf{F}_{21} = -G \frac{m_1m_2}{r^2_{21}} \left( \frac{\mathbf{r}_{21}}{r_{21}} \right) \\ \;\quad = -G \frac{m_1m_2}{|\mathbf{r}_2 - \mathbf{r}_1|^2} \hat{\mathbf{r}} \\ \;\quad = -G m_1m_2 \frac{\mathbf{r}_2 - \mathbf{r}_1}{|\mathbf{r}_2 - \mathbf{r}_1|^3} #]
- F21 : 만유인력 . m1에 의해 m2에 작용하는 - `-` : (음)부호 . 척력(斥力)이 아닌 인력(引力)을 의미 - G : 만유인력 상수 (Universal Gravitational Constant), 중력 상수 (Gravitational Constant) . 차원 : {L3 M-1 T-2} . 대략 값 : 6.674 x 10-11 [(N m2)/㎏2] 또는 [m3/(kg s2)] . 물체를 구성하는 물질 종류에 관련없는 보편적 상수 (기본 상수) - r1,r2 : 각 입자위치벡터 - : m1에서 m2로의 방향을 나타내는 단위벡터 3. 중력 (Gravitation, Gravity), 중력장 (Gravitational Force Field) ㅇ 중력이 미치는 공간/장(場) ㅇ 특징 - 위치의 함수임 . 공간상의 질점의 성질을 나타냄 . 그 점에서 방향 및 크기를 갖는 벡터량 임 - 중력장의 원천은 질량임 - 중력은 보존력임 . 물체의 이동 경로와는 관계없이, 처음 및 나중 위치에 의해서만 결정됨 ㅇ 단위 : [N/㎏ (Newton/kilogram)] - 例) 지구 표면 근처에서, g = 9.8 [N/㎏] 정도임 ㅇ 중력장 표현 - g : 중력장 - 물체질량 M의 위치 : 근원점(source point) - 시험질량 m의 위치 : 장점(field point) 4. 중력계 (Gravimeter) ㅇ 지표 중력 g의 수백만분의 1 보다도 훨씬 작은 차이를 감지할 수 있는 측정기

힘의 종류
   1.   2. 마찰력   3. 중력   4. 탄성력   5. 중심력   6. 전기력   7. 응력   8. 압력   9. 장력   10. 표면 장력  
중심력 운동 (행성 운동)
   1. 중심력   2. 케플러 법칙   3. 중력   4. 궤도   5. 보존력   6. 이체 문제   7. 이탈 속도  


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