Selitämme, mitä painovoima on, miten se löydettiin ja kuka sen löysi. Myös joitakin esimerkkejä tästä voimasta.
Mikä on painovoima?
Painovoima (tai yksinkertaisesti ”gravitaatio”) on yksi luonnon perustavanlaatuisista vuorovaikutussuhteista, joka saa massalla varustetut kappaleet vetämään puoleensa sitä voimallisemmin, mitä tilaa vievämpiä tai lähempänä ne ovat toisiaan. Tätä vuorovaikutusta ohjaava periaate tunnetaan nimellä ”gravitaatio” tai ”gravitaatiovuorovaikutus”, ja sitä kuvataan fysiikassa universaalin gravitaation lailla.
Se on sama vetovoima, jota Maapallo harjoittaa sen lähellä oleviin kappaleisiin ja esineisiin, meidät mukaan lukien, ja joka aiheuttaa asioiden putoamisen. Se määrittää myös avaruusobjektien (Aurinkoa kiertävien planeettojen tai näitä planeettoja kiertävien kuiden ja keinotekoisten satelliittien) liikkeet.
Toisin kuin maailmankaikkeuden muut perustavanlaatuiset vuorovaikutukset (vahvat ja heikot ydinvoimat sekä sähkömagnetismi), gravitaatiovoima on selittämättömällä tavalla hallitsevassa asemassa valtavilla etäisyyksillä, kun taas muut vuorovaikutukset esiintyvät paljon lyhyemmillä etäisyyksillä.
Painovoimaa tutkitaan erilaisissa teoreettisissa viitekehyksissä riippuen siitä, onko kyseessä mekaaninen (klassinen) vai relativistinen lähestymistapa.
Vakiintuneesti painovoiman kanssa työskentelyssä käytetyt yksiköt ovat painoyksiköitä, kuten voiman kilogramma tai newton (N). Tämä johtuu siitä, että kappaleen paino on yhtä suuri kuin sen massa kertaa painovoiman kiihtyvyys, jonka Maan vetovoima aiheuttaa kappaleeseen. Toisin sanoen painovoimaa ei pidä sekoittaa gravitaatiovoimaan. Painovoima on kiihtyvyys eikä voima kuten paino.
Painovoiman kiihtyvyys Maan pinnalla on noin 9,80665 m/s2.
Voi olla hyödyllistä: Painovoimakenttä
Kuka keksi painovoiman?
Painovoimaa ei varsinaisesti ”löydetty”, sillä sen vaikutukset ovat olleet tiedossa ihmiskunnan ja ajattelun alusta lähtien. Kuitenkin Isaac Newton ehdotti vuonna 1687 universaalin gravitaatiolain, joka selittää sen ja mahdollistaa sen laskemisen, väitetysti sen jälkeen, kun hän oli saanut omenan päähänsä levätessään englantilaisella maaseudulla.
Tämä episodi olisi paljastanut englantilaiselle tiedemiehelle, että sama voima, joka saa esineet putoamaan maahan, pitää planeetat kiertoradallaan Auringon suhteen ja niiden satelliitit Auringon suhteen. Tämä oli käännekohta modernin fysiikan historiassa.
Sittemmin 1900-luvun fyysikko Albert Einstein esitti Newtonin ja omien havaintojensa pohjalta yleisen suhteellisuusteoriansa, jossa hän muotoili uudelleen joitakin Newtonin gravitaation näkökohtia.
Siten otettiin käyttöön uusi näkökulma gravitaatioon, jota kutsuttiin ”relativistiseksi”. Sen mukaan painovoima ei ole universaali vaan muuttuva voiman mitta, ja se vaikuttaa paitsi tilaan myös aikaan.
Esimerkkejä painovoimasta
Painovoimaa voidaan tutkia seuraavilla esimerkeillä:
- Kappaleen vapaa putoaminen maan pinnalla. Planeetan massa vetää meitä puoleensa ja vaikuttaa massaamme kiihdyttämällä sitä. Siksi minuutin ajan putoava esine iskeytyy kovemmin kuin sekunnin ajan putoava.
- Taivaalle heitetty esine. Esimerkiksi kanuunankuula lentää suorassa linjassa, kunnes se menettää kiihtyvyytensä, joka johtuu painovoimasta ja taivuttaa sen lentorataa. Kun painovoima voittaa räjähdyksen alkuvoiman, esine putoaa ja lakkaa liikkumasta.
- Kuun kiertäminen planeettamme ympäri. Tämä liike johtuu siitä, että kuu on jäänyt Maan gravitaatiokentän vangiksi sellaiselle etäisyydelle, että se ei voi liikkua pois suoraviivaisesti eikä se voi syöksyä meitä kohti ja pudota.
- Meteoriitin putoaminen. Valtavan painovoimansa vetämänä monet meteorit tunkeutuvat Jupiterin, Saturnuksen ja muiden erittäin massiivisten planeettojen ilmakehään, jolloin ne joutuvat pois luonnolliselta kiertoradaltaan Auringon ympäri.
Viimeksi muokattu: 11. heinäkuuta 2020. Kuinka siteerata: ”Painovoima”. Kirjoittaja: María Estela Raffino. Kotoisin: Argentiina. To: Concepto.de. Saatavilla osoitteessa: https://concepto.de/fuerza-de-gravedad/. Käytetty: 25. maaliskuuta 2021.