Gravitatsiooniseadus

Gravitatsiooniliselt vastastikmõjustuvad massid

Newtoni gravitatsiooniseadus on Isaac Newtoni formuleeritud mudel gravitatsiooni kohta. Selle seaduse kohaselt kaks masspunkti tõmbuvad üksteise poole jõuga, mis on võrdeline nende masside korrutisega ning pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga.

Võrrandi kujul esitatakse see:

$F=G{\frac {m_{1}m_{2}}{r^{2}}}$,

kus:

F on gravitatsioonijõud,

G on gravitatsioonikonstant,

m₁ on esimese keha mass,

m₂ on teise keha mass,

r on kehadevaheline kaugus.

Kuigi valem on sõnastatud masspunktide jaoks, jääb see kehtima ka sfäärilise sümmeetriaga massijaotust omavate kehade korral (näiteks raskuskiirendust planeedi pinnal võib ligikaudselt arvutada sama valemi järgi).

Gravitatsioonikonstandi eksperimentaalseks väärtuseks on saadud 6,674×10⁻¹¹ N·m²·kg⁻².

Kehtivuspiirkond

Newtoni gravitatsiooniseadus kehtib suure täpsusega suhteliselt nõrkades gravitatsiooniväljades ja väikestel kiirustel. Täpsemalt, Newtoni valem kehtib tingimustel $\varphi /c^{2}\ll 1$ ja $v/c\ll 1$, kus $\varphi$ on gravitatsioonipotentsiaal, v on kiirus ja c on valguse kiirus vaakumis. Vastasel korral tuleb kasutada Einsteini üldrelatiivsusteooriat (Newtoni teooria on piirjuht üldrelatiivsusteooriast). Isegi Päikesesüsteemi planeetide liikumises esineb väikseid iseärasusi (periheeli aeglane pretsessioon), mille põhjendamiseks on vaja üldrelatiivsusteooriat. Samuti ei anna Newtoni teooria kvantitatiivselt õiget tulemust valguse kõrvalekaldumisele gravitatsiooniväljas.

Rakendused

Newtoni gravitatsiooniteooria põhilisteks rakendusvaldkondadeks on ballistika (mürskude, rakettide, kosmoselaevade liikumine gravitatsiooniväljas), planeetide jt. taevakehade liikumise analüüs jms. Newton tuletaski oma teooria, lähtudes empiirilistest andmetest planeetide liikumise kohta, mis olid formuleeritud juba varem Kepleri seadustena.

Vaata ka

• Üldrelatiivsusteooria on Albert Einsteini formuleeritud mudel gravitatsiooni kohta.