Hoofdstuk 6: De Zwaartekracht en Synthese van Newton
De derde bewegingswet van Newton stelt dat krachten altijd in actie-
reactiekrachtparen voorkomen, dus ook bijvoorbeeld de aarde en de maan. Uit
hun symmetrie volgt de wet v/d universele zwaartekracht: Elke puntmassa in het
heelal trekt aan elke andere puntmassa in het heelal met een kracht die
evenredig is met het product van beide massa’s en omgekeerd evenredig is met
𝑚1 𝑚2 𝑁∙𝑚2
het kwadraat v/d onderlinge afstand → 𝐹 = 𝐺 met 𝐺 = 6,67 ∙ 10−11 .
𝑟2 𝑘𝑔2
De grootte v/d gravitatieconstante 𝐺 kan experimenteel worden aangetoond
a.d.h.v. de balans van Cavendish, waarbij 2 bollen zijn
bevestigd aan een horizontale stang die in het midden
opgehangen is aan een dunne draad. Wanneer een derde
bol in de buurt van 1 v/d andere bollen wordt gebracht,
veroorzaakt de (universele) zwaartekracht een beweging
van deze laatste bol waardoor de draad iets zal torderen.
Deze kleine beweging kan worden vergroot door een
lichtstraal te richten op een spiegel die op de draad is
bevestigd. De straal wordt weerkaatst en raakt een
schaalverdeling. Uit verschillende experimenten met dit
systeem kan de gravitatieconstante worden bepaald.
Via integratie (een techniek die door Newton werd uitgevonden) kon Newton ook
volgende zaken aantonen:
- De zwaartekracht die op een puntmassa buiten een dunne bolschil wordt
uitgeoefend is dezelfde alsof de hele massa v/d bol geconcentreerd is in het
middelpunt ervan.
- De zwaartekracht die op een puntmassa binnen een dunne bolschil wordt
uitgeoefend is nul.
- We kunnen een volle bol beschouwen als verschillende dunne schillen.
De totale zwaartekracht op een willekeurig voorwerp is de vectorsom v/d
krachten die door alle andere voorwerpen erop worden uitgeoefend (meestal is
het voldoende om 1 of 2 voorwerpen in rekening te brengen). In vectorvorm is de
𝑚 𝑚
kracht op puntmassa 1 uitgeoefend door puntmassa 2 dus ⃗⃗⃗⃗⃗
𝐹12 = −𝐺 𝑟12 2 𝑟̂21 met
21
𝑟̂21 de eenheidsvector (≠ de verplaatsingsvector ⃗⃗⃗⃗⃗
𝑟21 , maar ⃗⃗⃗⃗⃗
𝑟21 = 𝑟21 ∙ 𝑟̂21).
𝑚𝑚𝐴
Aan het aardoppervlak is de zwaartekracht 𝐹𝑧 = 𝑚 ∙ 𝑔 = 𝐺 . Uit deze
𝑟𝐴2
𝑔∙𝑟𝐴2
vergelijking kunnen we de massa v/d aarde berekenen: 𝑚𝐴 = = 5,98 ∙ 1024 𝑘𝑔.
𝐺
1
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur vastgoedstudent123. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €3,44. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.