Kinematica en dynamica
m
9.3.3 De zwaarteveldsterkte
Fg
Een (bron)massa mb creëert in de ruimte een gravitatieveld of zwaarteveld: een andere massa m die zich in de buurt bevindt, → ondervindt de gravitatiekracht Fg. Om de invloed van de bronmassa mb te beschrijven, definiëren we de grootheid ‘gravitatie- of zwaarteveldsterkte’.
+
DEFINITIE
→ De gravitatie- of zwaarteveldsterkte Fg in een punt P in de buurt van een bronmassa is de verhouding van de gravitatiekracht op een proefmassa m in dat punt tot die massa: →
Fg
→
Eg =
Vergelijk deze definitie met die van de ‘elektrische veldsterkte’, die je vorig jaar leerde kennen.
m Voor de grootte van de zwaarteveldsterkte op het aardoppervlak geldt Eg =
Fg
=
G ∙ ma ∙ m ra2
=
G ∙ ma
m ra2 ∙m Je vindt dezelfde formule terug als voor de valversnelling g! De zwaarteveldsterkte Eg op een hemellichaam met massa m en straal r is Eg = G ∙ m . r2
+
De zwaarteveldsterkte en de valversnelling zijn één en dezelfde grootheid. Daarom kunnen we voor beide grootheden hetzelfde symbool gebruiken, nl. g.
Relativiteitstheorie
Albert Einstein
88 ]
“Space tells matter how to move. Matter tells space how to curve.” (John Archibald Wheeler)
De aanwezigheid van een massa in de ruimte verandert die ruimte, ook letterlijk. Dat volgt uit de relativiteitstheorie van Einstein: in de buurt van een massa is de ruimte gekromd. In zo’n ruimte is de gewone (euclidische) meetkunde niet meer geldig: zo is bv. de som van de hoeken van een driehoek er verschillend van 180°! Volgens de relativiteitstheorie bewegen lichtstralen niet rechtlijnig in de buurt van een massa, maar buigen ze af. Dat werd voor het eerst vastgesteld tijdens een zonne-eclips in 1919. Een tweede bevestiging van de relativiteitstheorie was de baan van de planeet Mercurius, die niet kon verklaard worden met de wetten van Newton, maar wel met de relativiteitstheorie.