Gravity vs Magnetism
Gravitationskraft og magnetiske kræfter er to af de mest fundamentale kræfter, universet er bygget på. Det er meget vigtigt at have en tilstrækkelig forståelse af disse fundamentale kræfter for at forstå universets mekanik. Tyngdekraften sammen med elektromagnetisk kraft, svag kernekraft og stærk kernekraft udgør de fire grundlæggende kræfter i universet. Disse teorier spiller en afgørende rolle inden for områder som kosmologi, relativitet, kvantemekanik, astronomi, astrofysik, partikelfysik og næsten alt hvad der er i det kendte univers. I denne artikel vil vi diskutere teorierne bag tyngdekraft og magnetisme, deres ligheder, hvordan de opstår i universet og endelig deres forskelle.
Gravity
Tyngekraft er den kraft, der opstår på grund af enhver masse. Masse er den nødvendige og tilstrækkelige betingelse for tyngdekraften. Der er et gravitationsfelt defineret omkring enhver masse. Tag masserne m1 og m2 placeret i en afstand r fra hinanden. Tyngdekraften mellem disse to masser er G.m1.m2 / r^2 hvor G er den universelle gravitationskonstant. Da negative masser ikke er til stede, er tyngdekraften altid attraktiv. Der er ingen frastødende gravitationskræfter. Det skal bemærkes, at gravitationskræfter også er gensidige. Det betyder, at kraften m1 udøver på m2 er lig og modsat af kraften m2 udøver på m1.
Tyngekraftspotentialet i et punkt er defineret som mængden af arbejde udført på en enhedsmasse, når den bringes fra uendelig til det givne punkt. Da gravitationspotentialet ved uendelig er nul, og da mængden af arbejde, der skal udføres, er negativ, er gravitationspotentialet altid negativt. Derfor er den gravitationelle potentielle energi for ethvert objekt også negativ.
Magnetisme
Magnetisme opstår på grund af elektriske strømme. En lige strømførende leder udøver en kraft, der er vinkelret på strømmen, på en anden strømførende leder placeret parallelt med den første leder. Da denne kraft er vinkelret på strømmen af ladninger, kan dette ikke være den elektriske kraft. Dette blev senere identificeret som magnetisme. Selv de permanente magneter, vi ser, er baseret på strømsløjfen skabt af elektronens spin.
Den magnetiske kraft kan enten være tiltrækkende eller frastødende, men dette er altid gensidigt. Et magnetfelt udøver en kraft på enhver bevægelig ladning, men stationære ladninger påvirkes ikke. Et magnetfelt af en bevægelig ladning er altid vinkelret på hastigheden. Kraften på en ladning i bevægelse af et magnetfelt er proportional med ladningshastigheden og retningen af det magnetiske felt.
Hvad er forskellen mellem magnetisme og tyngdekraft?
• Gravitationskræfter opstår på grund af masse, og magnetisme opstår på grund af bevægelige ladninger.
• Magnetiske kræfter kan enten være tiltrækkende eller frastødende, men gravitationskræfter er altid tiltrækkende.
• Anvendelse af Gauss' lov på masser giver den totale gravitationsflux over den lukkede overflade, da massen er indesluttet, men dette påført magneterne giver altid nul.
• Da der ikke er nogen magnetiske monopoler, er den samlede magnetiske flux over enhver lukket overflade altid nul.
