Ero sivun ”Painovoima” versioiden välillä

'''Painovoima''' eli '''gravitaatiovoima''' on gravitaatiovuorovaikutuksen aiheuttama [[voima (fysiikka)|voima]], joka vetää kaikkia massallisia kappaleita toisiaan kohti. ''Gravitaatio'' on yksi luonnon neljästä [[Perusvuorovaikutus|vuorovaikutus]]voimasta, ja niistä tieteen huonoimmin ymmärtämä.<ref>{{Verkkoviite|Osoite=http://www.helsinki.fi/~enqvist/sanasto.html|Nimeke=sanasto|Viitattu=27.2.2013}}</ref>

GravitaatiovoimienPainovoiman vaikutuksesta massoja on kasautunut tähdiksi ja planeetoiksi ja sama voima pitää myös [[Maa]]n [[Aurinko]]a kiertävällä radallaan. [[Vuorovesi|Vuorovesi-]]ilmiö syntyyja puolestaansen synnyttyvä nk. [[vuorovesivoima]] syntyvät [[Kuu]]n ja Auringon gravitaatiovaikutuksestapainovoiman ([[vuorovesivoima]])vaikutuksesta.

'''[[Paino]]''' eroaa painovoimasta siinä, että paino on pyörivän massakappaleen pinnalla toimiva gravitaation ja pyörähdysliikkeen aiheuttaman vastakkaissuuntaisen [[keskipakoisvoima]]n yhteisvaikutus. Se on siis se voima, joka riittää pitämään kappaleen paikallaan kyseisessä [[koordinaatisto]]ssa. Esimerkiksi Maan [[päiväntasaaja|ekvaattori]]lla olevan kappaleen paino on hiukan pienempi kuin pohjoisnavalla olevan kappaleen. (Tähän tosin vaikuttaa myös Maan litistyneisyys: Pohjoisnavalla maanpinta on lähempänä Maan massakeskipistettä ja siksi vetovoima on suurempi.) Navoilla paino=gravitaatiovoima on yhtä suuri kuin painovoima.

GravitaatiovoimanPainovoiman suuruus riippuu kappaleiden [[massa]]sta ja [[pituus|etäisyydestä]]. Gravitaatio on ihmisen yleisimmin havaitsema [[perusvuorovaikutus]] ja [[sähkömagneettinen vuorovaikutus|sähkömagneettisen voiman]] lisäksi ainoa paljaalla silmällä havaittava. Siksi siitä käytetäänsaatetaan käyttää myös yleisempää nimeänimitystä '''vetovoima''', vaikka yleisesti vetovoima voi tarkoittaa myös mitä tahansa vetovoimaa.

== Newtonin laki vetovoimastapainovoimasta ==

[[Isaac Newton]] esitti gravitaationpainovoiman perus­lain vuonna [[1687]] julkaisemassaan teoksessa ''[[Philosophiae Naturalis Principia Mathematica]]'' (usein lyhyesti ''Principia''). Sen mukaan maailmankaikkeuden jokainen materiaalihiukkanen aiheuttaa toiseen hiukkaseen voiman, joka on [[suoraan verrannollinen]] niiden massojen tuloon ja [[kääntäen verrannollinen]] niiden etäisyyden neliöön.<ref>{{Kirjaviite | Tekijä = Young & Freedman| Nimeke = University Physics with Modern Physics, 11. painos| Kappale = | Sivu = 437| Selite = | Julkaisija = Pearson | Vuosi = 2004| Tunniste = ISBN 0-321-20469-7 | Viitattu = 6.12.09| Kieli = {{en}}}}</ref> Tämä voima voidaan esittää yhtälöllä

Tässä muodossa laki pätee, jos kappaleiden välinen etäisyys on niiden läpimittaan verrattuna niin suuri, että kappaleita voidaan pitää pistemäisinä. Ellei näin ole laita, kappaleet voidaan ajatella jaettavaksi pieniin osiin, jolloin kummankin kappaleen jokainen osa vaikuttaa toisen kappaleen jokaiseen osaan tämän lain mukaisesti. Tämän vuoksi kappaleiden välinen gravitaatiovoima on yleensä tarkasti laskettavissa vain [[integraalilaskenta|integraalilaskennan]] avulla. Jos kappaleet ovat [[pallosymmetria|pallosymmetrisiä]], niiden välinen gravitaatiovoima on yhtä suuri kuin jos kummankin massa olisi kokonaan keskittynyt kappaleen keskipisteeseen.

Vakion ''G'' määrittäminenmäärittämistä eihankaloittaa ole aivan yksinkertaistase, koskaettä kappaleet, jotka aiheuttavat merkittävää painovoimaa, ovat tavallisesti [[planeetta|planeetan]] kokoisia ja niiden massat eivät ole tarkasti tiedossa. Lordi [[Henry Cavendish]] onnistui ensimmäisenä mittaamaan tämän vakion arvon erittäin herkän [[torsiovaaka|torsiovaa'an]] avulla.<ref>Prabhakar Gondhalekar: The Grip of Gravity, The Quest for Understanding the Laws of Motion and Gravity, p. 193-194, Cambridge University Press 2001, ISBN 0 521 80316 0</ref><ref>K. V. Laurikainen, Uuno Nurmi, Rolf Qvickström, Erkki Rosenberbg, Matti Tiilikainen: Lukion fysiikka 2, s. 133-134, WSOY 1974, ISBN 951-0-05657-X</ref>