Our website does not support Internet Explorer.

To get the best experience on our website and of our content, please use a more modern browser like Edge, Chrome, Safari or similar.

Painovoima

Tutustu painovoimaan

Painovoima vaikuttaa kaikkeen koko ajan. Mitä painovoima oikein on, ja mitä se merkitsee planeetalle – ja sinulle? Opettele faktoja Tieteen Kuvalehden salamakurssilla, testaa tietosi visassa ja kokeile, paljonko painaisit vaikkapa Kuussa.

Mitä painovoima on?

Painovoima on yksi luonnon neljästä perusvoimasta, jotka hallitsevat maailmankaikkeutta. Arkielämässä niistä huomaa vain kaksi. Toinen on painovoima ja toinen on sähkömagneettinen voima.

Sekä painovoiman että sähkömagneettisen voiman vaikutusalue on ääretön. Käytännössä se tarkoittaa sitä, että kaikki universumissa olevat massat vetävät toisiaan puoleensa painovoiman ansiosta ja sähkömagneettinen voima näkyy valon muodossa kaukaisimmistakin galakseista.

Kahta muuta luonnon perusvoimaa kutsutaan ydinvoimiksi, sillä ne vaikuttavat vain atomien sisällä. Vahva ydinvoima pitää atomiytimen kasassa, kun taas heikko ydinvoima vaikuttaa radioaktiiviseen hajoamiseen.

Luonnon neljä perusvoimaa ovat:

  • Painovoima
  • Sähkömagneettinen voima
  • Heikko ydinvoima
  • Vahva ydinvoima

Kuka keksi painovoiman?

Vuonna 1687 englantilainen fyysikko Isaac Newton kuvasi painovoiman ensimmäistä kertaa. Newtonin mukaan kappaleen massa määrää sen painovoiman. Siksi painovoima on Kuussa vain 16,6 prosenttia Maan painovoimasta, koska Kuun massa on vastaavasti Maan massaa pienempi.

Newtonin painovoimalaki esitti myös, miten Auringon painovoiman vaikutus sitä ympäröiviin planeettoihin on käänteisesti verrannollinen planeettojen etäisyyden neliöön. Jos planeetta on kaksi kertaa niin kaukana Auringosta kuin toinen planeetta, Auringon painovoima vaikuttaa siihen vain neljäsosan siitä, mitä se vaikuttaa lähempään planeettaan.

Newton ennusti jopa hänen aikanaan vielä tuntemattoman Neptunus-planeetan olemassaolon, koska Uranuksen kiertorata oli selitettävissä vain sillä, että kauempana Aurinkokunnassa oli vielä planeetta, jolla oli samanlainen massa ja kiertorata kuin sittemmin löydetyllä Neptunuksella.

Isaac Newton löysi painovoiman

Fyysikko Isaac Newton kuvasi painovoiman ensimmäisen kerran vuonna 1687

Miten painovoima lasketaan?

Isaac Newtonin painovoimalain mukaan voima, joka pitää planeetat Aurinkoa kiertävällä radallaan, on suoraan verrannollinen niin Auringon kuin planeetankin massaan.

Newtonin kuuluisassa yhtälössä Auringon massa on M ja planeetan massa m, kun taas etäisyyden symboli on r.

Painovoima eli massojen välinen vetovoima F Auringon ja planeetan välillä lasketaan yhtälöllä F = GMm/r2, missä gravitaatiovakio G on sama kaikkialla universumissa kaikkina aikoina.

Päteekö Newtonin painovoimalaki yhä?

1900-luvun alussa kävi selväksi, että klassiset painovoimalait eivät täysin pystyneet selittämään sisimmän planeetan, Merkuriuksen, Aurinkoa kiertävää rataa. Lain mukaan olisi Merkuriuksen ja Auringon välissä pitänyt olla pieni planeetta, mutta sellaista ei kuitenkaan ole.

Ratkaisu saatiin vuonna 1916, kun Albert Einstein esitti kumouksellisen suhteellisuusteoriansa. Se selitti, että painovoima vaikuttaa kaareuttamalla itse avaruutta. Merkurius pysyy radallaan siksi, että Auringon vahva painovoimakenttä muodostaa avaruuteen maljan muotoisen kaareutuman, missä pikku planeetta kieppuu ympäri kuin ruletin kuula. Suhteellisuusteorian perusteella Merkuriuksen rata voidaan laskea täysin tarkasti.

Lue myös:

suhteellisuusteoria
Suhteellisuusteoria

Ymmärrä suhteellisuusteoria 9 minuutissa

9 minuuttia
Newtonin lait pätevät avaruudessakin
Luonnonlait

Newton lähettää raketit kiertoradalle

3 minuuttia
Burning sun with outburst
Aurinkokunta

Kysy meiltä: Merkurius kiertää nopeimmin

0 minuuttia

Kirjaudu sisään

Tarkista sähköpostiosoite
Salasana vaaditaan
Näytä Piilota

Oletko jo tilaaja? Oletko jo lehden tilaaja? Napsauta tästä

Uusi käyttäjä? Näin saat käyttöoikeuden!

Nollaa salasana

Syötä sähköpostiosoitteesi, niin saat ohjeet salasanasi nollaamiseksi.
Tarkista sähköpostiosoite

Tarkista sähköpostisi

Olemme lähettäneet sinulle sähköpostia osoitteeseen . Siinä on ohjeet, joiden avulla voit nollata salasanasi. Jos et ole saanut sähköpostia, tarkista, että se ei ole joutunut roskapostin joukkoon.

Anna uusi salasana.

Nyt sinun pitää antaa uusi salana. Salasanassa pitää olla vähintään 6 merkkiä. Kun olet luonut uuden sanasanan, sinua pyydetään kirjautumaan sisään palveluun.

Salasana vaaditaan
Näytä Piilota