重力加速度
重力加速度描述的是在仅有引力作用时(自由落体、无空气阻力),物体在天体引力场中所经历的加速度。它通常用符号 g 表示。靠近地球表面时,g 的平均值约为 9,81 m/s²,但会随纬度和高度略有变化。由于月球质量较小,在月球上重力加速度仅为 1,62 m/s²。这约为地球重力的六分之一。
在经典力学中,重力加速度由万有引力定律和牛顿第二定律得出。对于一个假定为球形、质量为 M、半径为 r 的天体,有:
a = G * M / r²
- a:重力加速度
- G:万有引力常数
- M:天体的质量
- r:到中心的距离(在表面:r = 半径)
在地球表面通常写作:
g = G * M_E / R_E^2
- M_E:地球质量
- R_E:地球半径
重力加速度使得物体在自由落体中速度持续变化,并在地球附近向下加速。在许多技术计算中,g 常取常数 9,81 m/s²,例如在流体力学、静力学与动力学,或在筒仓与散料设备的设计中,只要需要考虑重力作用力和由重力驱动的流动。