Tyngdekræft og masse

Ethvert legeme har en masse. Legemet tiltrækkes af andre legemer, heriblandt jorden. Den kraft, som legemet tiltrækkes med kaldes tyngdekraften. Det viser sig, at tyngdekraften er proportional med massen af legemet.

Hvis et legeme ikke er påvirket af kræfter, vil det bevæge sig langs en ret linie og tilbagelægge lige store afstande i lige store tidsrum. Sagt på en anden måde: Hvis legemet ikke er påvirket af kræfter, vil det have konstant hastighed. Bemærk, at hvis flere kræfter, der tilsammen er 0, vil det virke som om der ikke er nogen kræfter,

Hvis der er kraft, vil legemet blive accelereret. Her kommer massen ind i billedet igen. Jo større massen er, des større skal kraften være for at give legemet en bestemt acceleration.

De to effekter af massen passer sådan sammen, at hvis man har to legemer med forskellige masser, vil de have forskellige tyngdekræfter, men skal også bruge forskellige kræfter for at få samme acceleration. Resultatet er, at hvis der ikke er andre kræfter i spil, vil de to legemer accelereres med samme acceleration.

Et lille formeltillæg:

Tyngdekraften, F_T, på et legeme med masse m er m*g, hvor g er en naturkonstant, (dog er der en lille forskel fra sted til sted på grund af jordens rotation.)

Massetiltrækningen,F_m, mellem to legemer med masser m og M og en indbyrdes afstand på r er givet ved:

G er en naturkonstant. Den kaldes gravitationskonstanten.

Den kraft, F, der skal til at give en masse m en acceleration a, er F=m*a.

For tyngdekraften gælder:

hvorfor

hvor r er jordens radius. Der er så nogle små afvigelser, fordi jorden ikke er en perfekt kugle, så r varierer lidt fra sted til sted, og jordens rotation giver også et lille bidrag.