Gravitacijsko
polje. Naj se v nekem trenutku kjerkoli na
oddaljenosti r od središča Zemlje (z maso m) nahaja
telo z maso m1 (slika 1).
Tam
deluje na telo gravitacijska sila Fg jakosti Fg
=
Gmm1
/ r2. Po drugem Newtonovem zakonu je kvocient sile
Fg in mase m1 enak
gravitacijskemu pospešku g.
Ta je usmerjen k središču; njegova absolutna
vrednost je g
=
Fg
/ m1
=
Gm / r2.
V g prepoznavamo vektorsko količino, ki je Zemlji lastna in
daje informacijo o gravitacijskem polju okrog nje (slika 2).
Če
je torej katerokoli telo sámo v prostoru, ga obdaja njemu lastno
sredobežno gravitacijsko ali težnostno polje, ko pa se v tem polju
znajde še drugo telo, deluje nanj tudi sila.
Zgled 1.
Na oddaljenosti 2600 km od površine Zemlje je gravitacijski pospešek
približno 5 m/s2 (pol manj kot ob njeni površini). Če se
tam nahaja vesoljska ladja z maso 3000 kg, deluje nanjo sila 15 kN,
usmerjena k Zemlji, če pa tam plovila ni, tudi sile ni.
Vektor električne
poljske jakosti. Ob električni sili smo izpostavili, da ima ima
podobne lastnosti kot gravitacijska. Razlika tiči v dejstvu, da
moreta biti sili na naboja privlačni ali odbojni, medtem ko sta
težnostni zgolj privlačni. Brž ko si soseščino deli več nabojev, ima
vektor rezultančne električne sile na izbran naboj Q določeno
absolutno vrednost in smernost (slika 3).
Če bi Q
nadomestili z nabojem
-Q, bi se usmerjenost obrnila vsem delnim silam, in
enako rezultančnemu vektorju, ki bi postal prejšnjemu nasproten:
Fe ®
-Fe.
Podobno bi bilo tudi v primeru, ko bi naboj Q zamenjali z
nabojem kQ; sila Fe bi prešla v silo kFe.
Ob takšnih zamenjavah ugotavljamo, da se kvocient sile in naboja
ohranja: Fe / Q
=
-Fe
/ -Q
=
kFe / kQ. Ti kvocienti
ustrezajo normirani sili oziroma neki novi vektorski količini na
tistem mestu, ki ni več v ničemer vezana na opazovano elektrino.
Izkoristimo to lastnost in vpeljimo količino, imenovano vektor
električne poljske jakosti E, na tale način:
Ali
nismo nekaj podobnega storili tudi v gravitacijskem polju? Seveda!
Tam smo silo delili z maso, na katero deluje, in pridobili
gravitacijski pospešek g oziroma normirano gravitacijsko
silo. Od tu izhaja tale razvidna vzporednica: kar sporoča pospešek v
polju sil težnosti, to sporoča električna poljska jakost v polju
električnih sil.
|