lu.se

Denna sida på svenska This page in English

Gravitationens egenskaper

Krafter och växelverkningar

Enligt Newtons tredje lag är alla krafter resultat av en växelverkan. Jordens dragningskraft på dig är ett resultat av gravitationsväxelverkan mellan dig och jorden. Du drar alltså jorden uppåt mot dig med lika stor kraft som jorden drar dig nedåt. Om du står på händer på en badrumsvåg kan du tänka dig att du mäter hur mycket jorden trycker på vågen. När du hoppar från hopptornet och accelererar nedåt kommer jorden att accelerera mot dig, men naturligtvis helt omärkligt, eftersom jordens massa är så mycket större blir accelerationen mycket mindre för en lika stor kraft. 

Månen rör sig runt jorden på grund av gravitationen från jorden, och utövar en lika stor attraktionskraft på jorden.

Jorden hålls i sin bana runt solen av gravitationen. Gravitationskraften mellan två kroppar är proportionell mot båda kropparnas massor och omvänt proportionell mot avståndet, R. Kraften mellan två kroppar med massorna m och M kan skrivas som GMm/R^2.

Gravitationskraften innebär alltid en attraktion mellan massorna.

Tyngdlöshet på rymdstationen

Du har säkert sett bilder på tyngdlösa astronauter på rymdstationen som bara är 30-40 mil ovanför jordens yta. Tyngdkraften på rymdstationen är bara lite mindre än på jorden. Rymdstationen faller hela tiden mot jorden, men rör sig så snabbt att den hålls i sin bara runt jorden. Astronauterna i rymdstationen accelererar precis lika fort som rymdstationen. När något påverkas bara av gravitation kallar vi det tyngdlöshet. 

När du hoppar från ett hopptorn eller studsar på en trampolin kan du uppleva någon sekund av tyngdlöshet, innan du träffar vattnet eller trampolinen igen.

Andra växelverkningar

De andra krafterna vi upplever i vardagen är resultat av elektrisk (elektromagnetisk) växelverkan mellan atomerna i kropparna. Det gäller oavsett om det är normalkraft, dragkraft, tryckkraft, eller friktion. (Fler exempel?) Elektrisk växelverkan mellan två laddningar har samma form som gravitationskraften, men i sället för massorna beror den på de två laddningarna. Lika laddningar repellerar varadra medan laddningar med olika tecken attraherar varandra. I en enkel modell av atomen rör sig de lätta elektronerna runt den tyngre kärnan, som ett solsystem i miniatyr. De positivt laddade protonerna i kärnan repellerar varandra, men hålls ihop av den starka växelverkan som bara verkar på mycket små avstånd. 

Den svaga växelverkan verkar också bara på mycket små avstånd. Den är inblandad i radioaktiva sönderfall. Den är också den enda växelverkan som bryter spegelsymmetri.