Kuongeza kasi kwa sababu ya mvuto ni dhana ya kimsingi katika fizikia inayoelezea jinsi vitu vinavyovutwa kuelekea katikati ya Dunia. Nguvu hii huathiri kila kitu kwenye sayari, kutoka kwa vitendo rahisi zaidi tunavyofanya kila siku, kama kutembea, hadi matukio magumu zaidi yaliyosomwa katika utafiti wa kisayansi. Hebu tuzame kwenye mada hii ili kuelewa kanuni, umuhimu na matumizi yake.
Kabla hatujazama katika kuongeza kasi kutokana na mvuto, hebu tuelewe kuongeza kasi ni nini. Kuongeza kasi ni kiwango ambacho kasi ya kitu hubadilika kadri muda unavyopita. Ni wingi wa vekta, ambayo ina maana ina ukubwa na mwelekeo. Fomula ya kukokotoa kuongeza kasi ( \(a\) ) ni:
\(a = \frac{\Delta v}{\Delta t}\)Wapi:
Mvuto ni nguvu ya mvuto ambayo ipo kati ya misa zote mbili. Kadiri kitu kinavyokuwa kikubwa ndivyo mvuto wake unavyozidi kuwa na nguvu. Nguvu ya uvutano ya Dunia huvutia vitu kuelekea katikati yake, ikiathiri kila kitu kutoka kwa mwendo wa miili ya mbinguni hadi jinsi tunavyosonga na kuingiliana na mazingira yetu.
Uongezaji kasi unaotokana na mvuto, unaofafanuliwa kama \(g\) , ni mchapuko unaopatikana kwa kitu kutokana tu na mvuto wa Dunia wakati upinzani wa hewa haufanyiki. Karibu na uso wa Dunia, uongezaji kasi huu ni wa kudumu na una thamani ya wastani ya takriban \(9.8 \, \textrm{m/s}^2\) . Hii inamaanisha kuwa kitu chochote kinachoanguka kwa uhuru kuelekea uso wa Dunia hupanda kasi kwa kasi ya \(9.8 \, \textrm{m/s}^2\) , ikizingatiwa kuwa kiko karibu vya kutosha na uso wa dunia na upinzani wa hewa unaweza kupuuzwa.
Uwakilishi wa hisabati wa kuongeza kasi kutokana na mvuto hutolewa na:
\(g = \frac{G \cdot M}{r^2}\)Wapi:
Fomula hii imetokana na sheria ya Newton ya uvutano wa ulimwengu wote na inaangazia jinsi uongezaji kasi kutokana na mvuto huathiriwa na wingi wa Dunia na umbali kutoka katikati yake.
Kuongeza kasi kwa sababu ya mvuto kuna athari kubwa kwa ulimwengu unaotuzunguka. Inasimamia mwendo wa vitu katika kuanguka bure, huathiri trajectories ya projectiles, na huathiri mawimbi katika bahari. Kuelewa \(g\) huturuhusu kutabiri na kukokotoa tabia ya vitu vilivyo chini ya ushawishi wa mvuto wa Dunia.
1. Kuanguka Bila Malipo: Unapoangusha mpira kutoka urefu fulani, huharakisha kuelekea ardhini kwa \(9.8 \, \textrm{m/s}^2\) , ikizingatiwa upinzani wa hewa hauwezekani. Hili ni onyesho la moja kwa moja la kuongeza kasi kutokana na mvuto katika vitendo.
2. Mwendo wa Projectile: Kitu kinapotupwa angani kwa pembe, hufuata njia iliyopinda. Mwendo huu huathiriwa na mvuto wa kurudisha kitu kwenye Dunia, na kukisababisha kuharakisha kwenda chini hata kinaposonga mbele.
Ingawa hatutafanya majaribio, kuelewa kanuni zilizo nyuma yake kunaweza kuongeza ufahamu. Njia moja rahisi ya kuchunguza mchapuko kutokana na nguvu ya uvutano ni kwa kudondosha vitu viwili vya wingi tofauti kutoka kwa urefu sawa na kutambua kwamba vinagonga ardhi wakati huo huo. Hii inaonyesha kuwa \(g\) hufanya kwa usawa kwa vitu vyote, bila kujali wingi wao.
Ingawa \(g\) ni takriban \(9.8 \, \textrm{m/s}^2\) karibu na uso wa Dunia, thamani hii hubadilika kidogo kulingana na urefu na latitudo. Miinuko ya juu zaidi, kwa kuwa zaidi kutoka katikati ya Dunia, hupitia viwango vya chini kidogo vya \(g\) . Vile vile, mzunguko wa dunia husababisha vitu vilivyo kwenye ikweta kuwa mbali kidogo na katikati kutokana na umbo la sayari iliyoimarishwa, na hivyo kusababisha kasi ya chini ya uvutano ikilinganishwa na nguzo.
Nguvu ya uvutano si ya Dunia pekee. Miili yote ya anga hutumia nguvu za uvutano, zinazoongoza kwa maadili yao ya kuongeza kasi kutokana na mvuto. Mwezi, kwa mfano, una kasi ya uvutano ya takriban \(1.6 \, \textrm{m/s}^2\) , ndiyo maana wanaanga kwenye Mwezi wanaweza kuruka juu na kubeba mizigo mizito zaidi ikilinganishwa na Dunia.
Kuelewa kuongeza kasi kwa sababu ya mvuto ni muhimu katika nyanja kuanzia uhandisi na anga hadi matukio ya kila siku tunayoona. Ni nguvu ya kimsingi inayotawala mwendo wa vitu duniani na katika ulimwengu wote. Kwa kusoma juu ya nguvu za uvutano, tunafumbua mafumbo ya ulimwengu na kuboresha uelewa wetu wa sheria za asili zinazounda ulimwengu wetu.
