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만유인력

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만유인력(萬有引力, Universal gravitation)은 질량을 가진 모든 물체끼리 서로 끌어당기는 힘이다. 뉴턴의 이론에 따르면 두 물체 사이에 작용하는 만유인력의 크기는 물체의 질량에 비례하고 거리의 제곱에 반비례한다. 이 힘은 흔히 중력으로도 지칭되지만, 기상학에서는 엄밀히 말해 지구상에 정지해 있는 질량에 지구가 작용하는 힘을 뜻하는 중력(gravity)과는 구분하여 사용되어야 한다.

개요[편집]

만유인력은 모든 물체 사이에 작용하는 인력이다. 1665년 I. 뉴턴에 의해 이론적으로 구체화되었다. 뉴턴은 자연계에서 발생하는 운동의 여러 현상을 만유인력과 운동의 법칙에 의해 통일적으로 파악하여 체계화시켰다. 그의 이론에 의하면 두 물체 사이에 작용하는 만유인력의 크기 F는 두 물체의 질량인 m, m’의 곱에 비례하고, 두 물체 사이의 거리 r의 제곱에 반비례한다. 이때 만유인력의 크기는 물체의 종류나 물체 사이의 중간매질과는 무관하며, 힘의 방향은 서로 끌어당기는 쪽을 향한다. F=Gmm’/r²이 되며, 이를 뉴턴의 만유인력의 법칙이라고 한다.

여기서 비례상수 G를 만유인력의 상수라고 하는데, 이는 단위질량인 두 물체가 단위거리에서 작용하는 만유인력의 값이고 보통 G 또는 y로 나타내고 중력상수라고도 한다. 그 값은 G=6.6726×10-8cm³/g·s²이고, MKS 단위계에서는 G=6.6726×10-11Nm²/kg²이다.

크기가 있는 물체에서는 질점으로 볼 수 있는 미소부분으로 나누어 만유인력의 법칙을 적용하면 그 합력으로 물체 사이의 만유인력을 구할 수 있다. 이 힘은 전기력의 경우와는 달리 모든 물체에 작용하고, 또 항상 잡아당긴다는 두드러진 특색도 가지고 있다.

일반상대성이론에서는 질량의 존재에 의한 4차원 리만공간의 변형에 기인하는 것이라고 설명하고 있다. 즉, 질량을 가진 물체 주위에 생기는 공간의 일그러짐으로 파악했다. 중력의 주요부분은 지구의 만유인력에 의한 것이므로 만유인력에 관한 현상에 중력이라는 말을 쓰는 경우가 많다. 그러나 실제 중력은 만유인력과 차이가 있는데, 위도에 따라 달라지며 지구 자전에 의한 원심력을 제외한 크기이다.

참고자료[편집]

같이 보기[편집]


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