중력에 관해 궁금해 질문합니다
중력방정식 도입에 관해서 궁금해서 검색을 해봤는데 많은 정보가 없어서요
중력이 수학적으로 증명과 풀이가 가능한가요? 궁금해서 질문해봅니다
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
현재 중력은 수학적으로도 완벽히 해석되지 않은 미지의 힘입니다.
힘에는 중력, 전자기력, 약력, 강력 네가지로 구분될 수있는데,
전자기력, 약력, 강력은 수학적으로, 실험적으로 서로 통합이 가능한 힘들입니다.
그러나 중력은 도저히 통합할 수없는 힘입니다.
이러한 네가지 힘을 통합하겠다는 이론이 대통합이론이고
많은 과학자들이 여기에 힘쓰고있습니다.
감사합니다.안녕하세요. 손승철 과학전문가입니다.
중력은 만유인력의 법칙에 따라 다음과 같이 표현이 되죠.
두 물체 m1, m2가 거리 r만큼 떨어져 있을 때 서로 잡아당기는 중력은
입니다. (G는 중력 상수)
이 수식을 말씀하신대로 수학적으로만 증명할 순 없겠죠. 물리 법칙이니깐 현실세계에 기반을 둔 식이기 때문이죠.
예를 들면 중력이 거리의 제곱에 반비례하지만 만약에 중력이 거리의 세제곱에 반비례하는 세계가 있다면 그 세계에서는 식이 달라지겠죠.
하지만 식을 유도 할수는 있습니다.
만유인력의 법칙 이전에 케플러의 법칙 3가지가 있었는데요.
그 중에서도 케플러의 제 3법칙은 행성의 공전주기 T 와 타원 궤도의 긴 반지름 R 간에 성립하는 법칙입니다.
(k는 상수)
이를 이용하여 만유인력의 법칙을 유도할 수 있습니다.
질량이 m 인 지구가 질량 M인 태양을 중심으로 등속원운동 한다고 가정하고,
반지름이 r 속력을 v 라고 했을 때 태양이 지구를 끌어당기는 힘 F는
입니다.
여기에 케플러의 제 3법칙을 대입하면
입니다.
마찬가지로 지구가 태양을 끌어당기는 힘 F' 도 같은 방식으로 구하면
입니다.
작용 반작용 법칙에 따라 F=F' 이므로 F는 m에도 비례하며 M에도 비례하는 힘이라는 것을 알 수 있습니다.
따라서
이며 비례상수로 G를 도입하면
이 되고 이를 m1 m2 로 일반화 하면 처음의 식인
이 됩니다.
안녕하세요.
중력은 수학적으로 풀이를 하는 대상이 아니라
자연적으로 질량이 있는 존재에게 관측되는 대상입니다.
감사합니다.
