21.3.3 De zwaartekracht op aarde

De enige gravitatiekracht waarmee wij direct te maken hebben is die tussen de aarde en naburige voorwerpen. Deze kracht wordt dan zwaartekracht genoemd. Gebruikt men in bovenstaande formule $M \approx 6,00 \cdot 10^{24} \;\text{kg}$ (de massa van de aarde) en $d \approx 6,4 \cdot 10^6 \;\text{m}$ (de straal van de aarde), dan vindt men dat

$$\frac{GM}{d^2} \approx \frac{(6,67 \cdot 10^{-11}) \cdot (6,0 \cdot 10^{24})}{(6,4 \cdot 10^6)^2} = 9,8 \;\text{N/kg}.$$

Deze factor wordt afgekort als g en kan worden beschouwd als de sterkte van het zwaartekrachtveld op het aardoppervlak.

$$\text{zwaartekracht} = m \cdot g, \ \ \ \ \ g \approx 9,8 \;\text{N/kg}.$$

Dus ondervindt iedere kilogram massa op aarde een neerwaartse zwaartekracht van 9,8 N. Dit is onafhankelijk van verdere omstandigheden!

Een voorwerp is in vrije val als naast de zwaartekracht geen andere krachten werken. Newtons tweede beginsel vertelt ons dat in dit geval: $$a = \frac{F}{m} = \frac{mg}{m} = g = 9,8 \;\mathrm{m/s^2}.$$

Dus versnellen alle voorwerpen op aarde neerwaarts met 9,8 m/s per seconde. Merk op dat voorwerpen met meer massa meer zwaartekracht ervaren, maar toch dezelfde valversnelling hebben!