空間の特定の領域に力の作用があるときは常に、場も存在し、その性質はこの力を引き起こす原因に依存すると言えます。たとえば、特定の領域に電気力が存在する場合、その領域には電場も存在します。
場の概念を理解したところで、重力場がどのように定義されるかを見てみましょう。質量を持つ物体は、同様に質量を持つ他の物体に引力を及ぼします。例として、地球がその表面の物体に及ぼす引力、または太陽がその周りを周回する惑星に及ぼす引力を挙げることができます。
これら 2 つの現象を正当化する力はこれらの物体の質量に関連付けられており、重力と呼ばれ、この力が作用する領域には重力場が存在します。
質量を持つすべての物体には重力場があるため、この場が作用する領域に粒子を配置すると、それらの間に重力が確立されます。
数学的には、重力場は次の方程式で与えられます。
g = P
メートル
いる：
g – 重力場。
P – この場の存在による相互作用力。
m – 体重。
上の式は次のように書き換えることができます。
P = mg
この式はニュートンの第 2 法則で得られる式と同じです。これは、重力加速度と重力場が同じ物理量を表すことを意味します。ただし、物体間の相互作用力がすでにわかっている場合にのみ、上記の式を使用して重力場の計算を行うことができます。
宇宙の任意の領域の重力場を計算するには、万有引力の法則を使用できます。次の図では、質量 M の物体と、互いに距離 r 離れた別の質量 m の物体の隣を示しています。
この図は、質量 M の物体間の重力相互作用を示しています。
これら 2 つの物体間の重力は次の式で与えられます。
F = G。うーん
r2
いる：
G = 6.67。 10 -11 、万有引力定数。
r – 2 つの物体の中心間の距離。
P = m という方程式があることを思い出してください。 g、ここで P は重力も表します。上式の F を mg に置き換えると、次の式が得られます。
mg = G。うーん
r2
m を簡略化すると、次のようになります。
g = G。 M
r2
上の方程式を使用すると、あらゆる物体および空間のあらゆる領域の重力場または重力加速度を計算できます。 SI 測定単位は m/s 2で、加速度に使用されるものと同じです。
私たちが地球の表面に「閉じ込められる」こと、月や衛星が地球の軌道に残ること、そして私たちが太陽の周りの軌道に残ることは、重力場のせいです。