Selitämme, mitä painovoima on ja miten tätä luonnonvakiota voidaan mitata. Myös sen yksiköt ja joitakin esimerkkejä.
Mitä on painovoima?
Painovoima eli gravitaatiovoima on luonnonilmiö, jonka avulla massan omaavat kappaleet vetävät toisiaan puoleensa vastavuoroisesti sitä voimakkaammin, mitä massiivisempia ne ovat. Se on yksi aineen neljästä perustavanlaatuisesta vuorovaikutuksesta, ja se tunnetaan myös nimellä ”gravitaatio” tai ”gravitaatiovuorovaikutus”.
Tätä vetovoimaa planeetta Maa harjoittaa kaikkiin sen päällä oleviin esineisiin, ja se saa asiat putoamaan. Mutta sitä voidaan havaita myös avaruustähtien keskuudessa, kuten Auringon ympäri kiertävien planeettojen (joita sen painovoima vetää puoleensa) tai meteoreiden keskuudessa, joita planeettamme massa vetää puoleensa ja jotka päätyvät hajoamaan ilmakehässä.
Gravitaatiovaikutusta säätelevä fysiikan yleinen laki on (klassisessa mekaniikassa) yleismaailmallisen painovoiman laki, jonka Isaac Newton muotoili vuonna 1687. Siinä englantilainen tiedemies selittää, että sama painovoima, joka saa esineet putoamaan maahan, pitää planeetat kiertoradallaan Auringon suhteen.
Paljon myöhemmin, 1900-luvulla, fyysikko Albert Einstein esitti yleisen suhteellisuusteoriansa, jossa hän muotoili uudelleen tietyt gravitaation näkökohdat ja avasi uuden näkökulman ilmiöön: relativistisen näkökulman, jonka mukaan painovoima vaikuttaisi avaruuden lisäksi myös aikaan.
Toisin kuin muut universumin perustavanlaatuiset vuorovaikutukset, painovoima näyttää olevan hallitseva voima suurilla etäisyyksillä (muut kolme voimaa esiintyvät paljon läheisemmillä etäisyyksillä), ja se on vastuussa taivaankappaleiden liikkeestä ja monista tähtien aineen vuorovaikutuksista.
Voit olla kiinnostunut aiheesta: Painovoimakenttä
Miten painovoimaa mitataan?
Painovoima mitataan suhteessa kiihtyvyyteen, jonka se aiheuttaa kappaleisiin, joihin se vaikuttaa, edellyttäen, että siihen ei liity muita voimia. Tämän kiihtyvyyden on laskettu olevan Maan pinnalla noin 9,80665 m/s2.
Toisaalta gravitaatiovoima voidaan mitata eri kaavoilla riippuen fysikaalisesta lähestymistavasta (klassisesta tai relativistisesta mekaniikasta), ja se ilmoitetaan yleensä muiden voimien tapaan kilogrammoina tai newtonseina (N).
Painovoiman mittayksiköt
Kuten edellä mainittiin, painovoima mitataan yleensä newtonseina (N), kun puhutaan gravitaatiovoimasta, ja m/s2, kun puhutaan kiihtyvyydestä, joka aiheutuu massiivisen kappaleen vetovoimasta pienemmän massan omaavaan kappaleeseen. Esimerkkinä on Maan aiheuttama kiihtyvyys pudotettavaan esineeseen.
Esimerkkejä painovoimasta
Joitakin esimerkkejä painovoiman vaikutuksesta ovat seuraavat:
- Vapaassa pudotuksessa olevan kappaleen kiihtyvyys, kuten edellä mainittiin: kun Maasta johtuva painovoima vaikuttaa kappaleeseen, sen liikenopeus kasvaa asteittain ajan kuluessa.
- Vastakkainen tapaus: esine, jota heitetään kaikilla voimillamme suoraviivaisesti, saa liikkeessään hidastuksen, joka johtuu Maan keskipisteen suuntaan vaikuttavasta gravitaatiovoimasta ja joka lopulta pakottaa sen putoamaan vapaasti.
- Planeettojen kiertäminen suurempien tähtien ympärillä, kuten planeetat Auringon ympärillä, tai kuut ja luonnolliset satelliitit planeettojen ympärillä. Näin on esimerkiksi oman planeettamme ja kuumme kohdalla.
- Meteoriitit, jotka lähestyvät jopa Maata tai muita planeettoja tai törmäävät niihin, tekevät sen niiden suuren massan vetämänä.
Viimeksi muokattu: 14. heinäkuuta 2020. Kuinka siteerata: ”Gravity”. Kirjoittaja: María Estela Raffino. Kotoisin: Argentiina. To: Concepto.de. Saatavilla osoitteessa: https://concepto.de/gravedad/. Käytetty: 25. maaliskuuta 2021.