 ความโน้มถ่วง (gravity) หรือ แรงโน้มถ่วง (gravitational force) ในทางฟิสิกส์ คือแรงที่กระทำระหว่างมวล แรงโน้มถ่วงเป็นหนึ่งในสี่แรงหลัก ซึ่งประกอบด้วย แรงโน้มถ่วง แรงแม่เหล็กไฟฟ้า แรงนิวเคลียร์แบบอ่อน และ แรงนิวเคลียร์แบบเข้ม ในจำนวนแรงทั้งสี่แรงหลัก แรงโน้มถ่วงมีค่าน้อยที่สุด ถึงแม้ว่าแรงโน้มถ่วงจะเป็นแรงที่เราไม่สามารถรับรู้ได้มากนักเพราะความเบาบางของแรงที่กระทำต่อเรา แต่ก็เป็นแรงเดียวที่ยึดเหนี่ยวเราไว้กับพื้นโลก แรงโน้มถ่วงมีความแรงแปรผันตรงกับมวล และแปรผกผันกับระยะทางยกกำลังสอง ไม่มีการลดทอนหรือถูกดูดซับเนื่องจากมวลใดๆ ทำให้แรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่สำคัญมากในการยึดเหนี่ยวเอกภพไว้ด้วยกัน นอกเหนือจากความโน้มถ่วงที่เกิดระหว่างมวลแล้ว ความโน้มถ่วงยังสามารถเกิดขึ้นได้จากการที่เราเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่ตามกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน เช่น การเพิ่มหรือลดความเร็วของวัตถุ การเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ เป็นต้น
กฎความโน้มถ่วงของนิวตัน
แรงโน้มถ่วงของโลกเป็นแรงซึ่งโลกกระทำต่อวัตถุทุกชิ้น โดยมีทิศทางเข้าสู่ศูนย์กลางโลก เป็นแรงที่ยึดเหนี่ยววัตถุให้ติดอยู่กับพื้นโลก มิฉนั้นวัตถุหรือแม้กระทั้งบรรยากาศจะหลุดปลิวไปในอากาส นิวตันได้ค้นพบธรรมชาติพื้นฐานของแรงดึงดูดโน้มถ่วงระหว่างวัตถุใดๆ สองวัตถุ นิวตันตีพิมพ์กฏความโน้มถ่วงพร้อมกับกฏการเคลื่อนที่ 3ข้อของเขา ในปี ค.ศ.1687 เราอาจแถลงกฏนี้ได้ดังนี้ "ทุกอนุภาคสสารนี้เอกภพดึงดูดทุกอนุภาคอื่นด้วยแรงซึ่งแปรผันตรงกับผลคูณของมวลของอนุภาคและแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างอนุภาคทั้งสองนั้น"
เมื่อ F แทนความโน้มถ่วงระหว่างมวลทั้งสอง
G แทนค่านิจโน้มถ่วงสากล
m1 แทนมวลของวัตถุแรก
m2 แทนมวลของวัตถุที่สอง
r แทนระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสอง
นั่นคือความโน้มถ่วงแปรผันตรงกับมวล (มวลมากก็มีความโน้มถ่วงมาก) และแปรผกผันกับระยะห่างกำลังสอง (ระยะห่างมากก็มีความโน้มถ่วงน้อย)
การเคลื่อนที่ของวัตถุในสนามโน้มถ่วง
วัตถุที่อยู่ในสนามโน้มถ่วงของโลกจะถูกโลกดึงดูด ดังนั้นเมื่อปล่อยวัตถุให้ตกบริเวณใกล้ผิวโลก แรงดึงดูดของโลกจะทำให้วัตถุเคลื่อนที่เร็วขึ้น นั่นคือ วัตถุมีความเร่ง
การตกของวัตถุที่มีมวลต่างกันในสนามโน้มถ่วงวัตถุ จะเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงตัว เรียกว่าความเร่งโน้มถ่วง (gravitationalacceleration) มีทิศทางเข้าสู่ศูนย์กลางของโลก ความเร่งโน้มถ่วงที่ผิวโลก มีค่าต่างกันตามตำแหน่งทาง ภูมิศาสตร์ในการตกของวัตถุ วัตถุจะเคลื่อนที่ลงด้วยความเร่งโน้มถ่วง 9.8เมตรต่อวินาทียกกำลังสอง ซึ่งหมายความว่าความเร็วของวัตถุจะเพิ่มขึ้นวินาทีละ 9.8 เมตรต่อวินาที
ถ้าโยนวัตถุขึ้นในแนวดิ่ง วัตถุในสนามโน้มถ่วงจะเคลื่อนที่ขึ้นด้วยความเร่งโน้มถ่วง g โดยมีทิศเข้าสู่ศูนย์กลางโลก ทำให้วัตถุซึ่งเคลื่อนที่ขึ้นมีความเร็วลดลงวินาทีละ9.8เมตรต่อวินาที จนกระทั่งความเร็วสุดท้ายเป็นศูนย์ จากนั้นแรงดึงวัตถุให้ตกกลับสู่โลกด้วยความเร่งเท่าเดิม
การเคลื่อนที่ขึ้นหรือลงของวัตถุที่บริเวณใกล้ผิวโลก ถ้าคำนึงถึงแรงโน้มถ่วงเพียงแรงเดียว โดยไม่คิดถึงแรงอื่น เช่น แรงต้านอากาศ หรือแรงลอยตัวของวัตถุในอากาศ แล้ววัตถุจะเคลื่อนที่ด้วย ความเร่งโน้มถ่วง ที่มีค่าคงตัวเท่ากับ 9.8 เมตรต่อวินาที่ยกกำลังสองในทิศลง เรียกการเคลื่อนที่แบบนี้ว่า การตกแบบเสรี(free fall)
การพังทลายของดินกับแรงโน้มถ่วงของโลก
ปัจจัยที่ทำให้เกิดการพังทลายของดิน ได้แก่ แผ่นดินไหว มนุษย์ สัตว์ น้ำ ลม และแรงโน้มถ่วงของโลก แรงโน้มถ่วงของโลกมีผลทำให้เกิดการพังทลายของดิน ซึ่งพบได้จากบริเวณที่มีความลาดชันสูง เมื่อมีฝนตกหนักจนดินอิ่มตัว ทำให้แรงยึดตัวของดินมีน้อยกว่าแรงโน้มถ่วงของโลก ดินที่อิ่มตัวด้วยน้ำจะเคลื่อนที่จากที่สูงลงสู่ที่ต่ำตามแรงดึงดูดของโลก เกิดดินเลื่อนหรือดินถล่มเป็นต้น
ที่มา : http://www.scimath.org/socialnetwork/groups/viewbulletin/
|
