Die Schwerkraftkonstante oder Schwerkraftkonstante hat zwei Bedeutungen: die Konstante in Newtons universellem Gravitationsgesetz (wird allgemein als Gravitationskonstante bezeichnet und kommt auch in Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie vor); und die Erdbeschleunigung an der Erdoberfläche. Das Symbol für das erste ist G (großes G) und das zweite g (kleines g).
Newtons universelles Gravitationsgesetz in Worten ist so etwas wie „Die Gravitationskraft zwischen zwei Objekten ist proportional zur Masse jedes Objekts und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen“. Oder so etwas wie F (die Gravitationskraft zwischen zwei Objekten) ist m1 (die Masse eines der Objekte) mal m2 (die Masse eines der anderen Objekte) geteilt durch r2 (das Quadrat der Entfernung zwischen ihnen). Das "ist proportional zu”Bedeutet, dass alles, was Sie brauchen, um eine Gleichung zu erstellen, eine Konstante ist… das ist G.
Mit anderen Worten: F = Gm1m2/ r2
Die Gleichung für wenig g ist einfacher; Von Newton haben wir F = ma (eine Kraft F, die auf eine Masse m wirkt, erzeugt eine Beschleunigung a), also ist die Kraft F auf eine Masse m an der Erdoberfläche aufgrund der Anziehungskraft zwischen m und der Erde F. = mg.
Wenig g ist zumindest aus der Zeit von Galileo bekannt und beträgt ungefähr 9,8 m / s2 - Quadratmeter pro Sekunde - variiert etwas, je nachdem, wie hoch Sie sind (Höhe) und wo auf der Erde Sie sich befinden (hauptsächlich Breitengrad).
Offensichtlich sind großes G und kleines G eng miteinander verwandt; Die Kraft auf eine Masse m an der Erdoberfläche beträgt sowohl mg als auch GmM / r2, wobei M die Masse der Erde und r ihr Radius ist (nach dem Newtonschen Gesetz der universellen Gravitation wird der Abstand zwischen den Massenschwerpunkten jedes Objekts gemessen)… also ist g nur GM / r2.
Der Radius der Erde ist seit sehr langer Zeit bekannt - die alten Griechen hatten ihn ausgearbeitet (wenn auch nicht sehr genau!) -, aber die Masse der Erde war im Wesentlichen unbekannt, bis Newton die Schwerkraft beschrieb… und auch danach, weil auch nicht G noch M konnten unabhängig voneinander geschätzt werden! Und das änderte sich erst lange nach Newtons Tod (1727), als Cavendish 1798 mit einer Torsionswaage und zwei Paaren Bleikugeln die Erde „wog“.
Big G ist extrem schwer genau zu messen (etwa 1 von tausend Teilen); Die beste Schätzung von heute ist 6,674 28 (+/- 0,000 67) x 10-11 m3 kg-1 s -2.
Die ständige Anziehungskraft der Schwerkraft: Wie funktioniert es? ist eine gute NASA-Webseite für Studenten zum Thema Schwerkraft; und die GOCE-Missionswebseite der ESA beschreibt, wie Satelliten verwendet werden, um Variationen in wenig g zu messen (GOCE steht für Gravity Field und Steady-State Ocean Circulation Explorer).
Die Pionieranomalie: Eine Abweichung von Einsteins Schwerkraft? ist eine Geschichte des Space Magazine, die sich auf Big G bezieht, ebenso wie der Kuipergürtel, der das Pionier-Raumschiff verlangsamt?; Der GOCE-Satellit beginnt mit der Kartierung der Erdgravitation im unteren Orbit als erwartet.
Kein Wunder, dass die Astronomy Cast-Episode Gravity sowohl großes als auch kleines G abdeckt!
