पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण, जिसे g कहा जाता है, वह त्वरण है जिसे कोई भी वस्तु पृथ्वी पर अनुभव करती है। यह पृथ्वी के आकर्षण बल और पृथ्वी के घूर्णन से उत्पन्न अपकेन्द्रीय बल दोनों के संयुक्त प्रभाव से बनता है।
g एक सदिश राशि है, यानी इसमें परिमाण और दिशा दोनों होते हैं। इसकी दिशा वही होती है, जिस दिशा में साहुल रेखा नीचे की ओर संकेत करती है।
पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण
SI इकाइयों में गुरुत्वाकर्षण के कारण होने वाले त्वरण को मीटर प्रति सेकंड वर्ग या समान रूप से न्यूटन प्रति किलोग्राम में मापा जाता है। पृथ्वी की सतह के पास इसका मान लगभग 9.8 m/s² होता है।
इसका अर्थ यह है कि, यदि वायु प्रतिरोध को नज़रअंदाज़ कर दिया जाए, तो स्वतंत्र रूप से गिरती हुई कोई वस्तु हर सेकंड अपनी गति लगभग 9.8 मीटर प्रति सेकंड बढ़ा लेती है।
हालाँकि पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण हर स्थान पर समान नहीं होता। ऊँचाई, अक्षांश और पृथ्वी के भीतर द्रव्यमान के वितरण जैसे कारणों से इसका मान थोड़ा-सा बदलता रहता है।
अंतरराष्ट्रीय स्तर पर गुरुत्वाकर्षण का मानक मान 9.80665 मीटर/सेकंड² स्वीकार किया गया है, जिसे अक्सर gₙ, g₀ या केवल g से दर्शाया जाता है।
भूमध्य रेखा पर पृथ्वी के घूर्णन से उत्पन्न अपकेन्द्रीय बल के कारण प्रभावी गुरुत्वाकर्षण थोड़ा कम हो जाता है, जहाँ इसका सामान्य मान लगभग 9.78033 मीटर/सेकंड² होता है।
पृथ्वी पर किसी वस्तु का भार वह बल है जिससे वह ग्रह के केंद्र की ओर खिंचती है और इसकी गणना न्यूटन के दूसरे नियम F = m × a का उपयोग करके की जाती है। जहाँ F बल है, m द्रव्यमान है, और a त्वरण है।
हालाँकि किसी वस्तु के भार में मुख्य योगदान गुरुत्वाकर्षण त्वरण का होता है, लेकिन पृथ्वी का घूर्णन भी उसके सटीक भार को प्रभावित करता है।
चंद्रमा और सूर्य के बाहरी गुरुत्वाकर्षण प्रभावों को सामान्यतः इस गणना में शामिल नहीं किया जाता, क्योंकि ज्वारीय बलों के अध्ययन में इनका अलग से विश्लेषण किया जाता है।
पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण में परिवर्तन
यदि पृथ्वी एक समान घनत्व वाला, न घूमने वाला और पूरी तरह गोल पिंड होती, तो उसकी सतह के हर स्थान पर गुरुत्वाकर्षण बल समान होता।
लेकिन वास्तविकता में पृथ्वी घूमती है और पूरी तरह गोल नहीं है। यह ध्रुवों पर थोड़ी चपटी और भूमध्य रेखा पर उभरी हुई है, जिससे इसका आकार चपटा गोलाकार बन जाता है। इन्हीं कारणों से पृथ्वी की सतह पर गुरुत्वाकर्षण बल में हल्का लेकिन मापने योग्य अंतर पाया जाता है।
पृथ्वी की सतह पर गुरुत्वाकर्षण त्वरण में लगभग 0.7% तक का अंतर देखा जाता है। यह पेरू के नेवाडो हुआस्करन पर्वत पर लगभग 9.7639 मीटर/सेकंड² से लेकर आर्कटिक महासागर की सतह पर लगभग 9.8337 मीटर/सेकंड² तक होता है।
दुनिया के प्रमुख शहरों में गुरुत्वाकर्षण का मान आमतौर पर 9.7806 मीटर/सेकंड² जैसे कुआलालंपुर, मेक्सिको सिटी और सिंगापुर से लेकर 9.825 मीटर/सेकंड² जैसे ओस्लो और हेलसिंकी के बीच पाया जाता है।
गुरुत्वाकर्षण का पारंपरिक मान
वैज्ञानिक मापों में एकरूपता बनाए रखने के लिए, माप-तौल पर तृतीय महासम्मेलन ने मानक गुरुत्वाकर्षण त्वरण को इस प्रकार निर्धारित किया:
gₙ = 9.80665 मीटर/सेकंड²
यह मान वर्ष 1888 में पेरिस के पास पैविलॉन डी ब्रेटुइल में किए गए मापों पर आधारित है, जिसे सैद्धांतिक रूप से 45° अक्षांश पर समुद्र तल के गुरुत्वाकर्षण के अनुरूप समायोजित किया गया था।
यह किसी एक स्थान का वास्तविक गुरुत्वाकर्षण मान या पृथ्वी का औसत मान नहीं है, बल्कि एक मानक संदर्भ मान है, जिसका उपयोग तब किया जाता है जब सटीक स्थानीय मान आवश्यक न हों या उपलब्ध न हों।
मानक गुरुत्वाकर्षण का यही मान gₙ = 9.80665 m/s², किलोग्राम-बल (kgf) और पाउंड-बल (lbf) जैसी बल-संबंधित इकाइयों की परिभाषा में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।