지구중력계산과 지구중력이 0이되지 않는 이유

중력 가속도라고도 하는 지구의 중력은 약 9.81m/s²입니다.
이것은 공기 저항의 영향을 제외하고 지구 표면에 가까운 자유 낙하하는 물체는 낙하하는 1초마다 속도가 약 9.81m/s씩 증가한다는 것을 의미합니다.

중력 가상 이미지

이 값은 지구의 위치에 따라 적도의 약 9.78m/s²에서 극지방의 약 9.83m/s²까지 약간 다를 수 있습니다.
이것은 지구의 자전과 그 모양 때문인데, 완전한 구가 아니라 극지방이 약간 납작하고 적도지방이 부풀어 오른 편구형입니다.

이 중력 값은 수많은 지구의 과정에서 중요한 요소이며 인간의 움직임에서 바다 조수의 행동에 이르기까지 모든 것에 영향을 미칩니다.

물체에 작용하는 중력은 뉴턴의 만유인력 법칙을 사용하여 계산됩니다.

공식은 다음과 같습니다.

F = G * (m1*m2) / r²

F는 두 물체 사이의 인력,
G는 중력상수로 약 6.674 x 10^-11 N(m/kg)²,
m1과 m2는 두 물체의 질량이고,
r은 두 물체의 중심 사이의 거리입니다.

지구상에서 특정 물체에 대한 중력을 고려할 때 이를 공식으로 단순화합니다.

F = m * g

F는 중력(뉴턴 단위, N),
m은 물체의 질량(단위: kg, kg)
g는 중력 가속도(지구 표면 근처에서 약 9.81m/s²)입니다.

따라서 물체의 질량을 알면 지구 중력이 물체에 가하는 힘을 쉽게 계산할 수 있습니다.

거리의 경우 중력은 거리에 따라 감소하지만 완전히 사라지지는 않습니다.
물체가 지구에서 수천 또는 수백만 킬로미터 떨어진 경우에도 매우 약해지기는 하지만 여전히 중력이 있습니다.
그러나 지구의 대기와 지표면 가까이에서는 중력이 거의 일정합니다.

뉴턴의 만유인력 법칙에서 말하는 거리(r)는 두 물체의 중심 사이의 거리를 말합니다.
지구 표면 근처에 있는 물체의 경우 거리는 지구 반지름으로 간주할 수 있으며 약 6,371km 또는 3,959마일입니다.
따라서 지구 표면 근처에서 물체를 당기는 힘은 물체의 질량과 중력 가속도의 곱이며 거리는 일반적으로 지구의 반지름으로 간주됩니다.

중력이 지구의 자기장과 관련이 없다는 것을 인지 해야 합니다.
자기장은 하전 입자에 영향을 줄 수 있지만 중력은 질량에 작용하는 힘입니다.
자기 특성에 관계없이 질량을 가진 모든 물체는 중력의 영향을 받습니다.

지구 바로 근처 밖에 있는 소행성이 발휘하는 중력은 소행성의 질량과 소행성과 지구 사이의 거리에 따라 달라집니다.
앞에서 언급했듯이 이것은 다음 공식으로 제공됩니다.

F = G * (m1*m2) / r²

F는 두 물체 사이의 인력,
G는 중력 상수(약 6.674 x 10^-11 N(m/kg)²),
m1과 m2는 두 천체(이 경우 지구와 소행성)의 질량이고,
r은 두 물체의 중심 사이의 거리입니다.

소행성의 질량은 작은 자갈에서 직경 수백 킬로미터에 이르기까지 엄청나게 다양합니다.
소행성의 질량과 지구까지의 거리는 소행성이 발휘할 수 있는 중력을 결정합니다.

지구보다 훨씬 작은 대부분의 소행성의 경우 그들이 발휘할 수 있는 중력은 지구에 비해 무시할 정도입니다.
매우 큰 소행성이나 세레스(화성과 목성 사이의 소행성대에서 가장 큰 천체로 직경이 약 940km)와 같은 왜소행성이라도 질량이 작고 중력이 크기 때문에 지구보다 중력이 훨씬 약합니다.

또한 소행성이 극도로 무겁거나(별처럼) 극도로 가까워지지 않는 한 소행성의 중력은 운동에 눈에 띄게 영향을 미치는 방식으로 지구를 "당기"지 않는다는 점을 기억하는 것도 중요합니다.
대신, 소행성과 지구는 태양과 태양계의 다른 모든 물체의 결합된 중력 효과에 의해 결정되는 경로로 태양을 공전합니다.

마지막으로 물체가 지구의 중력을 경험하기 위해 지구의 "자기 영역" 내부에 있을 필요는 없습니다.
중력의 영향은 우주 공간까지 확장되어 거리에 따라 약해지기는 하지만 결코 0으로 떨어지지는 않습니다.

중력의 영향이 무한정 확장되고 결코 0으로 떨어지지 않는 이유는 아이작 뉴턴 경의 만유인력 법칙에 의해 설명된 중력의 성질에 근거합니다.

이 법칙에 따르면 우주의 모든 물질 입자는 질량의 곱에 정비례하고 중심 간 거리의 제곱에 반비례하는 힘으로 다른 모든 입자를 끌어당깁니다.

F = G * (m1*m2) / r²

이 법칙에 따라 'r'(두 물체 사이의 거리)이 증가하더라도 힘은 결코 0에 도달하지 않습니다.
단지 극소수로 작아질 뿐입니다.
두 덩어리를 얼마나 멀리 떨어뜨려도 둘 사이에는 항상 어느 정도의 중력이 작용합니다.
그러나 거리가 먼 경우 이 끌어당김은 무시할 수 있습니다.

이 원칙에는 중요한 의미가 있습니다.
예를 들어, 이것이 행성이 별 주위를 공전하는 이유입니다.
별의 중력은 행성을 궤도에 유지하기 위해 우주의 광대한 거리에 도달할 수 있습니다.
또한 엄청난 양의 공간에 퍼져 있는 수십억 개의 별을 포함하는 은하계가 하나로 뭉칠 수 있는 이유이기도 합니다.