Hvorfor tyngdekraften har omvendt squere -lov?

Den omvendte kvadratlov for tyngdekraft er et grundlæggende koncept i fysik, men at forstå, hvorfor det holder, kræver lidt baggrund og nogle forenklende antagelser.

Her er en sammenbrud:

* Newtons Law of Universal Gravitation: Denne lov siger, at enhver partikel i universet tiltrækker enhver anden partikel med en styrke, der er:

* proportional med produktet af deres masser. Mere massive genstande udøver et stærkere gravitationsluk.

* omvendt proportional med kvadratet på afstanden mellem deres centre. Dette er den omvendte firkantede lov.

* Visualisering af den inverse firkantede lov: Forestil dig en kilde til tyngdekraft, der udsender "gravitationskraftlinjer" udad. Da disse linjer spreder sig i alle retninger, bliver de mindre koncentrerede. Området, der er dækket af disse linjer, øges med kvadratet på afstanden. Derfor falder kraften pr. Enhedsareal (gravitationskraften) omvendt med kvadratet på afstanden.

* Hvorfor pladsen? Dette kommer fra den tredimensionelle karakter af rummet. Kraften er fordelt over overfladen af ​​en kugle, og overfladearealet af en kugle øges, når kvadratet af dens radius.

forenklet analogi:

Forestil dig en pære. Lysets lysstyrke falder, når du bevæger dig længere væk. Lyset spreder sig over et større område, så intensiteten (mængden af ​​lys pr. Enhedsareal) falder. Dette ligner, hvordan tyngdekraften fungerer. Gravitationskraft "spreder sig" over et større område, når du bevæger dig længere fra kilden.

Vigtige noter:

* Dette er en forenklet forklaring. En mere streng forståelse kræver beregning og begreber fra generel relativitet.

* Den omvendte kvadratlov gælder også for andre kræfter, som elektrostatisk kraft og kraften mellem magnetiske poler.

* Den omvendte firkantede lov er en tilnærmelse. Det bryder sammen i meget små afstande (kvantetyngdepunkt) og meget store afstande (hvor universets ekspansion spiller en rolle).

Fortæl mig, hvis du gerne vil have en mere dybdegående forklaring eller have specifikke spørgsmål om nogen af ​​disse punkter!