Zonnestelsel en heelal
Bijles natuurkunde VWO
Wat is de gravitatiewet van Newton
De belangrijkste gegevens voor dit onderdeel staan in BINAS 31, BINAS 32B en BINAS 32C.
Een belangrijke wet binnen dit onderwerp is de Gravitatiewet van Newton. Hij beschrijft met deze wet dat er een kracht Fg (=gravitatiekracht) tussen twee massa’s bestaat.
Eerst even kort wat de gravitatiekracht inhoudt. Dit is de aantrekkende kracht die twee massa’s op elkaar uitoefenen. Denk aan de aarde die een steen aantrekt en de steen die de aarde aantrekt.
Deze kracht is als volgt te berekenen:
Hierbij is Fg de gravitatiekracht in Newton (N), G de gravitatieconstante (BINAS tabel 7), de m1 en m2 de massa’s van de twee planeten (in kg) die elkaar aantrekken en de r de baanstraal: de afstand tussen het middelpunt van de planeet 1 naar het middelpunt van planeet 2 (in m).
Even ter verduidelijking in een afbeelding:
Welke formules horen hierbij?
De Fg en de Fz zijn benamingen voor hetzelfde: de kracht waarmee een massa wordt aangetrokken door een andere massa. MAAR bij opgaven die zich afspelen in de ruimte over planeten gebruik je Fg, bij opgaven die gaan over het dagelijkse leven gebruik je Fz.
Hier hoort de volgende formule bij, waar je mee moet kunnen rekenen.
Fz = Fg geeft:
Zoals te zien is, wordt de ‘m’ weggestreept. Dit kan omdat het zowel links als rechts van het ‘= teken’ staat.
Zodra massa m een cirkelbaan beschrijft rondom massa M geldt:
Fg = Fmpz.
Fmpz is de middelpuntzoekende kracht. Deze kracht zorgt ervoor dat een voorwerp een eenparige cirkelbeweging kan uitvoeren. Deze kracht is te herkennen aan het feit dat het altijd naar het middelpunt van de aarde wijst, vandaar ook de naam.
Met deze vergelijking moet je een aantal andere vergelijkingen op kunnen stellen, zoals die van de omlooptijd. Deze zijn te vinden in BINAS tabel 35 A5.
