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

(2020-06-18)

만유인력 법칙, Gravitational Constant, 중력 상수, 만유인력 상수

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1. 중력(Gravitation,Gravity), 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)과는 달리 항상 끌어당기는 인력(引力)

  ㅇ 중력은 보존력임
     - 물체의 이동 경로와는 관계없이, 처음 및 나중 위치에 의해서만 결정됨


2. 뉴튼의 만유인력 법칙 (중력 법칙)

  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. 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 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

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