Tyngdeacceleration

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
(Omdirigeret fra Normal-tyngdeaccelerationen)
Gå til: navigation, søg

Legemer der bevæger sig lokalt i et tyngdefelt "oplever" gravitationen som en nogenlunde konstant "tiltrækningskraft": Personer der går på landjorden oplever omtrent samme tyngde som passagererne i et rutefly i 10 kilometers højde.
Galileo Galilei påviste eksperimentelt, at alle frit faldende legemer under denne betingelse udviser den samme, konstante acceleration, og denne konstante acceleration kaldes for tyngdeaccelerationen, eller mere præcist: den lokale tyngdeacceleration.
Hans samtid mente, at i og med at tyngdekraften er større på "tunge" legemer (med stor masse) end på lette (med mindre masse), burde tunge legemer falde hurtigere end lette – noget der tilsyneladende lod sig "demonstrere" ved at lade f.eks. en sten og en fjer falde side om side.
Ved hjælp af Isaac Newtons mekaniske love ser man, at tyngdekraften ganske rigtigt er proportional med legemets masse, men de forskellige tyngdekræfter der påvirker legemer med forskellige masser, skal tilsvarende accelerere forskellige masser. Slutresultatet er at alle frit faldende legemer i samme lokale tyngdefelt, tunge som lette, falder med en fælles, konstant acceleration.

Den lokale tyngdeacceleration beregnes med formlen

g={G M \over (R + h)^2}

Hvor

G er den universelle gravitationskonstant
M er legemets masse
R er legemets radius
h er højden over legemets overflade

Den vedtagne standardværdi for normal-tyngdeaccelerationen på jordens overflade er gn = 9,80665 m/s². Den faktiske, lokale tyngdeacceleration varierer dog. Således vil fx en person, der vejer 75 kg på jordoverfladen ved ækvator, veje knap 75,4 kg på jordoverfladen på en af planetens poler (90° nord eller syd fra ækvator), dvs. omkring en halv procent mere selv om personens masse er den samme. Årsagen hertil er, at Jorden ikke er en perfekt kugle, men buler gradvist ud fra polerne mod ækvator, hvor afstanden R til Jordens centrum er lidt større end ved en af polerne.

På månen er den lokale tyngdeacceleration ca. 1,6 m/s², eller omkring 1/6 af jordens, og på meget små himmellegemer som fx småplaneter er den lokale tyngdeacceleration så lille, at en astronaut kan være i fare for at svæve bort, hvis han gør et hop!