Painovoima vs. magnetismi
Painovoima ja magneettiset voimat ovat kaksi kaikkein perustavanlaatuisinta voimaa. On erittäin tärkeää ymmärtää riittävästi näitä perusvoimia voidakseen ymmärtää maailmankaikkeuden mekaniikan. Painovoima yhdessä sähkömagneettisen voiman, heikon ydinvoiman ja vahvan ydinvoiman kanssa muodostaa maailmankaikkeuden neljä perusvoimaa. Näillä teorioilla on tärkeä rooli sellaisilla aloilla kuin kosmologia, suhteellisuusteoria, kvanttimekaniikka, tähtitiede, astrofysiikka, hiukkasfysiikka ja melkein mikä tahansa tunnetussa maailmankaikkeudessa. Tässä artikkelissa keskustelemme painovoiman ja magneettisuuden taustalla olevista teorioista, niiden samankaltaisuudesta, miten ne esiintyvät maailmankaikkeudessa ja lopuksi niiden eroista.
Painovoima
Painovoima on voima, joka tapahtuu minkä tahansa massan vuoksi. Massa on painovoiman välttämätön ja riittävä edellytys. Minkään massaan on määritelty painovoimakenttä. Ota massat m1 ja m2, jotka on sijoitettu etäisyydelle r toisistaan. Näiden kahden massan välinen painovoima on G.m1.m2 / r ^ 2, jossa G on universaali painovoima. Koska negatiivisia massoja ei ole läsnä, painovoima on aina houkutteleva. Ei ole vastenmielisiä painovoimia. On huomattava, että myös painovoimat ovat keskinäisiä. Tämä tarkoittaa sitä, että m2: lle kohdistuva voima m1 on yhtä suuri ja päinvastainen kuin m1: lle kohdistuva voima m2.
Gravitaatiopotentiaali pisteessä määritellään yksikön massalle tehdyn työn määränä, kun se tuodaan äärettömästä annettuun pisteeseen. Koska gravitaatiopotentiaali on äärettömässä nolla ja koska työn määrä on negatiivinen, painovoimapotentiaali on aina negatiivinen. Siksi minkä tahansa kohteen painovoimapotentiaalienergia on myös negatiivinen.
Magnetismi
Magnetismi tapahtuu sähkövirran takia. Suoraa virtaa kuljettava johdin tuottaa normaalille voimalle toisen virran johtimen, joka on sijoitettu yhdensuuntaisesti ensimmäisen johtimen kanssa. Koska tämä voima on kohtisuorassa varausten virtaukseen, se ei voi olla sähkövoima. Tämä tunnistettiin myöhemmin magnetismiksi. Jopa kestomagneetit, jotka näemme, perustuvat elektronin spinin luomaan virtasilmukkaan.
Magneettinen voima voi olla joko houkutteleva tai vastenmielinen, mutta tämä on aina molemminpuolista. Magneettikenttä käyttää voimaa mihin tahansa liikkuvaan panokseen, mutta se ei vaikuta paikallaan oleviin varauksiin. Liikkuvan varauksen magneettikenttä on aina kohtisuorassa nopeuteen nähden. Magneettikentän liikkuvan varauksen voima on verrannollinen varauksen nopeuteen ja magneettikentän suuntaan.
Mikä on ero magneettisuuden ja painovoiman välillä?
• Painovoimat syntyvät massasta ja magneettisuus liikkuvien varausten takia.
• Magneettiset voimat voivat olla joko houkuttelevia tai vastenmielisiä, mutta painovoimat ovat aina houkuttelevia.
• Gaussin lain soveltaminen massaan antaa kokonaispainovoiman suljetulle pinnalle, kun massa on suljettu, mutta tämä magneetteihin kohdistettu tuottaa aina nollan.
• Koska magneettisia monopoleja ei ole, kokonaismagneettivuo minkä tahansa suljetun pinnan yli on aina nolla.
