Painovoima

Tutustu painovoimaan

Painovoima on yksi luonnon perusvoimista, jotka hallitsevat maailmankaikkeutta. Se vaikuttaa kaikkeen koko ajan. Opi tästä lisää painovoimasta.

Painovoima on yksi maailmankaikkeuden tärkeimmistä luonnonvoimista. Sen avulla voidaan selittää monta erilaista ilmiötä – niin Maassa kuin avaruudessakin. Mitä painovoima oikeastaan on, kuka sen keksi, ja miten se lasketaan?

FAQ painovoimasta

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.

Mikä on painovoiman yhtälö?

Painovoiman yhtälö on F = GMm/r2.

F on itse painovoima, jonka yksikkö on newton.

G on gravitaatio- eli painovoimavakio, siis kiinteä lukuarvo.

M ja m viittaavat kahden eri kappaleen massaan. Nämä voivat olla esimerkiksi Auringon ja Maan massa tai Maan ja ihmiskehon massa.

r on kahden massan painopisteen välinen etäisyys. Jos kyseessä ovat esimerkiksi Aurinko ja Maa, r on niiden keskipisteiden välinen etäisyys.

Lähde: Kööpenhaminan yliopisto