O que g significa em física? Lei da gravidade, aceleração de queda livre e peso corporal

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Última modificação: 2024-01-02 17:54

Para facilitar o trabalho com diferentes quantidades na física, sua notação padrão é usada. Graças a eles, todos podem lembrar facilmente muitas fórmulas importantes para determinados processos. Neste artigo, consideraremos a questão do que g. significa em física

Fenômeno da gravidade

Para entender o que g significa em física (este tópico é abordado na 7ª série do ensino médio), você deve se familiarizar com o fenômeno da gravidade. No final do século XVII, Isaac Newton publicou seu famoso trabalho científico, no qual formulou os princípios básicos da mecânica. Neste trabalho, ele destacou um lugar especial para a chamada lei da gravitação universal. Segundo ele, todos os corpos que possuem massa finita se atraem, independentemente da distância entre eles. A força de atração entre corpos com massas m₁, m_{2 é calculada usando a seguinte fórmula:}

F=Gm₁m₂/r^2.

Aqui G - constante gravitacional universal, r -a distância entre os centros de massa dos corpos no espaço. A força F é chamada de interação gravitacional, que, como a força de Coulomb, diminui com o quadrado da distância, mas ao contrário da força de Coulomb, a gravidade é apenas atrativa.

Aceleração de queda livre

O título deste parágrafo do artigo é a resposta à pergunta sobre o que a letra g significa em física. É usado porque a palavra latina para "gravidade" é gravitas. Agora resta entender o que é a aceleração de queda livre. Para fazer isso, considere qual força atua em cada corpo localizado próximo à superfície da Terra. Deixe o corpo ter massa m, então temos:

F=Gm M /R²=mg, onde g=GM/R^2.

Aqui M, R são a massa e o raio do nosso planeta. Observe que, mesmo que o corpo esteja a uma certa altura h acima da superfície, essa altura é muito menor que R, portanto, pode ser ignorada na fórmula. Calcule o valor de g:

g=GM/R²=6, 6710^-115, 97210 24^/(6371000)2^{=9,81 m/c}2^.

O que g significa em física? A aceleração g é o valor pelo qual a velocidade de absolutamente qualquer corpo que cai livremente na superfície da Terra aumenta. Dos cálculos conclui-se que o aumento da velocidade para cada segundo de queda é de 9,81 m/s (35,3 km/h).

Observe que o valor de g não depende da massa corporal. De fato, pode-se ver que corpos mais densos caem mais rápido menosdenso. Isso acontece porque eles são afetados por diferentes forças de resistência do ar, e não por diferentes forças de gravidade.

A fórmula acima permite determinar g não apenas para a nossa Terra, mas também para qualquer outro planeta. Por exemplo, se substituirmos a massa e o raio de Marte, obtemos o valor 3,7 m/s2, que é quase 2,7 vezes menor do que para a Terra.

Peso corporal e aceleração g

Acima vimos o que g significa em física, também descobrimos que esta é a aceleração com que todos os corpos caem no ar, e g também é um coeficiente ao calcular a gravidade.

Agora considere a situação em que o corpo está em repouso, por exemplo, um copo está sobre a mesa. Duas forças agem sobre ele - gravidade e reações de suporte. O primeiro está relacionado à gravidade e é direcionado para baixo, o segundo é devido à elasticidade do material da mesa e é direcionado para cima. O copo não voa e não cai pela mesa só porque ambas as forças se equilibram. Nesse caso, a força com que o corpo (vidro) pressiona o suporte (mesa) é chamada de peso do corpo. Obviamente, a expressão para isso terá a forma:

P=mg.

O peso corporal é um valor variável. A fórmula escrita acima é válida para um estado de repouso ou movimento uniforme. Se o corpo se move com aceleração, seu peso pode aumentar e diminuir. Por exemplo, o peso dos astronautas, que o propulsor lança na órbita baixa da Terra, aumenta várias vezes durante o lançamento.