Wzory z fizyki

Spis treści

Grawitacja

Każde dwa ciała przyciągają się siłą grawitacji. Te same wzory opisują spadające jabłko i ruch satelitów.

Prawo powszechnego ciążenia

prawo powszechnego ciążeniakluczowy
gdzie:
  • siła grawitacji[]
  • stała grawitacji, ok. 6,67 · 10⁻¹¹[]
  • masa ciała przyciągającego (np. planety)[]
  • masa ciała[]
  • odległość między środkami mas, promień orbity[]
Przekształcenia i jednostki
ciężar ciała
gdzie:
  • ciężar[]
  • masa ciała[]
  • przyspieszenie ziemskie[]
Przekształcenia i jednostki
natężenie pola grawitacyjnego
gdzie:
  • natężenie pola grawitacyjnego[]
  • siła grawitacji[]
  • masa ciała[]
  • stała grawitacji, ok. 6,67 · 10⁻¹¹[]
  • masa ciała przyciągającego (np. planety)[]
  • odległość między środkami mas, promień orbity[]
Przekształcenia i jednostki
potencjał grawitacyjny
gdzie:
  • potencjał grawitacyjny[]
  • stała grawitacji, ok. 6,67 · 10⁻¹¹[]
  • masa ciała przyciągającego (np. planety)[]
  • odległość między środkami mas, promień orbity[]
Jednostki
energia potencjalna grawitacji (ogólnie)
gdzie:
  • energia potencjalna grawitacji[]
  • stała grawitacji, ok. 6,67 · 10⁻¹¹[]
  • masa ciała przyciągającego (np. planety)[]
  • masa ciała[]
  • odległość między środkami mas, promień orbity[]
Jednostki

Ruch satelitów

prędkość na orbicie kołowej
gdzie:
  • prędkość na orbicie[]
  • stała grawitacji, ok. 6,67 · 10⁻¹¹[]
  • masa ciała przyciągającego (np. planety)[]
  • odległość między środkami mas, promień orbity[]
Przekształcenia i jednostki
pierwsza prędkość kosmicznakluczowy
gdzie:
  • pierwsza prędkość kosmiczna[]
  • stała grawitacji, ok. 6,67 · 10⁻¹¹[]
  • masa ciała przyciągającego (np. planety)[]
  • promień planety[]
Przekształcenia i jednostki
druga prędkość kosmiczna
gdzie:
  • druga prędkość kosmiczna[]
  • stała grawitacji, ok. 6,67 · 10⁻¹¹[]
  • masa ciała przyciągającego (np. planety)[]
  • promień planety[]
Przekształcenia i jednostki
III prawo Keplera
gdzie:
  • okres obiegu[]
  • odległość między środkami mas, promień orbity[]
  • stała grawitacji, ok. 6,67 · 10⁻¹¹[]
  • masa ciała przyciągającego (np. planety)[]
Przekształcenia i jednostki

Prawa i uwagi

Prawo powszechnego ciążenia

Dwa ciała przyciągają się siłą wprost proporcjonalną do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonalną do kwadratu odległości między ich środkami.

III prawo Keplera

Dla planet krążących wokół tego samego ciała stosunek kwadratu okresu obiegu do sześcianu półosi wielkiej orbity (dla orbity kołowej: promienia) jest stały. Wzór obok dotyczy orbity kołowej i satelity o masie dużo mniejszej od M.

Znak potencjału i energii

Potencjał i energia potencjalna grawitacji są ujemne, bo zero przyjmujemy w nieskończoności. Przy powierzchni Ziemi wystarcza wzór E_p = mgh.

Symbole i jednostki

symbolznaczeniejednostka SInazwa
siła grawitacji ( ciężar)niuton
stała grawitacji, ok. 6,67 · 10⁻¹¹niuton razy metr kwadratowy na kilogram kwadrat
masa ciała przyciągającego (np. planety)kilogram
masa ciałakilogram
odległość między środkami mas, promień orbitymetr
promień planetymetr
przyspieszenie ziemskiemetr na sekundę do kwadratu
natężenie pola grawitacyjnegoniuton na kilogram
potencjał grawitacyjnydżul na kilogram
energia potencjalna grawitacjidżul
prędkość na orbicie ( pierwsza prędkość kosmiczna, druga prędkość kosmiczna)metr na sekundę
okres obiegusekunda