» »

Gravitacijske sile. Zakon gravitacije

27.09.2019

U ovom odlomku podsjetit ćemo vas na gravitaciju, centripetalno ubrzanje i težinu tijela

Svako tijelo na planeti pod utjecajem je Zemljine gravitacije. Snaga kojom Zemlja privlači svako tijelo određena je formulom

Točka primjene je u težištu tijela. Gravitacija uvijek usmjeren okomito prema dolje.


Sila kojom tijelo privlači Zemlju pod utjecajem Zemljine teže naziva se gravitacija. U zakonu univerzalna gravitacija na površini Zemlje (ili blizu te površine) na tijelo mase m djeluje sila teže

F t = GMm/R 2

gdje je M masa Zemlje; R je polumjer Zemlje.
Ako na tijelo djeluje samo sila teže, a sve ostale sile su međusobno uravnotežene, dolazi do slobodnog pada tijela. Prema drugom Newtonovom zakonu i formuli F t = GMm/R 2 modul gravitacijskog ubrzanja g nalazi se formulom

g=F t /m=GM/R 2 .

Iz formule (2.29) proizlazi da ubrzanje slobodnog pada ne ovisi o masi m tijela koje pada, tj. za sva tijela na određenom mjestu na Zemlji isti je. Iz formule (2.29) slijedi Ft = mg. U vektorskom obliku

Ft = mg

U § 5. napomenuto je da je, budući da Zemlja nije kugla, već elipsoid rotacije, njezin polarni radijus manji od ekvatorijalnog. Iz formule F t = GMm/R 2 jasno je da je zbog toga sila gravitacije i njome uzrokovano ubrzanje gravitacije na polu veće nego na ekvatoru.

Sila gravitacije djeluje na sva tijela koja se nalaze u gravitacijskom polju Zemlje, ali ne padaju sva tijela na Zemlju. To se objašnjava činjenicom da kretanje mnogih tijela ometaju druga tijela, na primjer nosači, ovjesne niti itd. Tijela koja ograničavaju kretanje drugih tijela nazivaju se veze. Pod utjecajem gravitacije veze se deformiraju, a sila reakcije deformirane veze, prema trećem Newtonovom zakonu, uravnotežuje silu gravitacije.

Na ubrzanje gravitacije utječe rotacija Zemlje. Ovaj utjecaj se objašnjava na sljedeći način. Referentni sustavi povezani sa Zemljinom površinom (osim dva povezana sa Zemljinim polovima) nisu, strogo govoreći, inercijalni referentni sustavi - Zemlja se okreće oko svoje osi, a zajedno s njom takvi referentni sustavi se gibaju po kružnicama centripetalnim ubrzanjem. Ova neinercijalnost referentnih sustava očituje se posebno u činjenici da se vrijednost ubrzanja slobodnog pada pokazuje različitom u razna mjesta Zemlje i ovisi o zemljopisnoj širini mjesta gdje se nalazi referentni okvir pridružen Zemlji, u odnosu na koji se određuje ubrzanje slobodnog pada.

Pokazala su to mjerenja provedena na različitim geografskim širinama numeričke vrijednosti ubrzanja slobodnog pada međusobno se malo razlikuju. Stoga, uz ne baš točne izračune, možemo zanemariti neinercijalnost referentnih sustava povezanih s površinom Zemlje, kao i razliku u obliku Zemlje od sfernog, te pretpostaviti da je ubrzanje gravitacije bilo gdje na Zemlji jednaka je i jednaka 9,8 m/s 2 .

Iz zakona univerzalne gravitacije proizlazi da se sila teže i njome uzrokovano ubrzanje gravitacije smanjuju s povećanjem udaljenosti od Zemlje. Na visini h od površine Zemlje modul gravitacijskog ubrzanja određuje se formulom

g=GM/(R+h) 2.

Utvrđeno je da je na visini od 300 km iznad površine Zemlje ubrzanje sile teže za 1 m/s2 manje nego na površini Zemlje.
Zbog toga se u blizini Zemlje (do visina od nekoliko kilometara) sila gravitacije praktički ne mijenja, pa je stoga slobodni pad tijela u blizini Zemlje jednoliko ubrzano gibanje.

Tjelesna težina. Bestežinsko stanje i preopterećenje

Sila kojom tijelo, uslijed privlačnosti prema Zemlji, djeluje na svoj nosač ili ovjes naziva se tjelesna težina. Za razliku od gravitacije, koja je gravitacijska sila koja djeluje na tijelo, težina je elastična sila koja djeluje na nosač ili ovjes (tj. kariku).

Promatranja pokazuju da je težina tijela P, određena na opružnoj vagi, jednaka sili teže F t koja djeluje na tijelo samo ako vaga s tijelom u odnosu na Zemlju miruje ili se giba jednoliko i pravocrtno; U ovom slučaju

R=F t=mg.

Ako se tijelo giba ubrzano, onda njegova težina ovisi o vrijednosti te akceleracije i o njegovom smjeru u odnosu na smjer akceleracije sile teže.

Kada je tijelo obješeno o opružnu vagu, na njega djeluju dvije sile: sila teže F t =mg i elastična sila F yp opruge. Ako se u tom slučaju tijelo giba okomito gore ili dolje u odnosu na smjer akceleracije slobodnog pada, tada vektorski zbroj sila F t i F up daje rezultantu koja uzrokuje ubrzanje tijela, tj.

F t + F gore =ma.

Prema gornjoj definiciji koncepta “težine”, možemo napisati da je P = -F yp. Iz formule: F t + F gore =ma. uzimajući u obzir da je F T =mg, slijedi da je mg-ma=-F yp . Prema tome, P=m(g-a).

Sile Ft i Fup usmjerene su duž jedne okomite prave. Dakle, ako je akceleracija tijela a usmjerena prema dolje (tj. poklapa se po smjeru s akceleracijom slobodnog pada g), tada je u modulu

P=m(g-a)

Ako je akceleracija tijela usmjerena prema gore (tj. suprotno od smjera akceleracije slobodnog pada), tada

P = m = m(g+a).

Prema tome, težina tijela čija se akceleracija po smjeru podudara s akceleracijom slobodnog pada manja je od težine tijela u mirovanju, a težina tijela čija je akceleracija suprotna od smjera akceleracije slobodnog pada je više težine tijelo u mirovanju. Povećanje težine tijela uzrokovano njegovim ubrzanim kretanjem naziva se preopterećenje.

U slobodnom padu a=g. Iz formule: P=m(g-a)

slijedi da je u ovom slučaju P = 0, tj. nema težine. Dakle, ako se tijela gibaju samo pod utjecajem gravitacije (tj. slobodno padaju), ona su u stanju bestežinsko stanje. Karakteristična značajka Ovo stanje je nepostojanje deformacija i unutarnjih naprezanja u tijelima koja slobodno padaju, a koja su uzrokovana gravitacijom u tijelima u mirovanju. Razlog bestežinskog stanja tijela je taj što sila gravitacije daje jednaka ubrzanja slobodno padajućem tijelu i njegovom nosaču (ili ovjesu).

DEFINICIJA

Zakon univerzalne gravitacije otkrio je I. Newton:

Dva tijela privlače jedno drugo s , izravno proporcionalno njihovom umnošku i obrnuto proporcionalno kvadratu udaljenosti između njih:

Opis zakona univerzalne gravitacije

Koeficijent je gravitacijska konstanta. U SI sustavu gravitacijska konstanta ima značenje:

Ta je konstanta, kao što se vidi, vrlo mala, pa su gravitacijske sile između tijela malih masa također male i praktički se ne osjećaju. Međutim, kretanje svemirskih tijela u potpunosti je određeno gravitacijom. Prisutnost univerzalne gravitacije ili, drugim riječima, gravitacijske interakcije objašnjava na čemu su Zemlja i planeti “poduprti” i zašto se kreću oko Sunca određenim putanjama, a ne lete od njega. Zakon univerzalne gravitacije omogućuje nam određivanje mnogih karakteristika nebeskih tijela – mase planeta, zvijezda, galaksija pa čak i crnih rupa. Ovaj zakon omogućuje izračunavanje orbita planeta s velikom točnošću i stvaranje matematički model Svemir.

Pomoću zakona univerzalne gravitacije mogu se izračunati i kozmičke brzine. Na primjer, minimalna brzina kojom tijelo koje se kreće horizontalno iznad Zemljine površine neće pasti na nju, već će se kretati po kružnoj putanji je 7,9 km/s (prva izlazna brzina). Da bi napustio Zemlju, tj. da bi savladalo svoju gravitacijsku privlačnost, tijelo mora imati brzinu od 11,2 km/s (druga izlazna brzina).

Gravitacija je jedan od najčudesnijih prirodnih fenomena. U nedostatku gravitacijskih sila, postojanje Svemira bilo bi nemoguće; Svemir ne bi mogao ni nastati. Gravitacija je odgovorna za mnoge procese u Svemiru - njegovo rađanje, postojanje reda umjesto kaosa. Priroda gravitacije još uvijek nije u potpunosti shvaćena. Do sada nitko nije uspio razviti pristojan mehanizam i model gravitacijske interakcije.

Gravitacija

Poseban slučaj manifestacije gravitacijskih sila je sila teže.

Gravitacija je uvijek usmjerena okomito prema dolje (prema središtu Zemlje).

Ako na tijelo djeluje sila gravitacije, tada tijelo djeluje . Vrsta gibanja ovisi o smjeru i veličini početne brzine.

S učincima gravitacije susrećemo se svaki dan. , nakon nekog vremena nađe se na tlu. Knjiga, puštena iz ruku, pada. Nakon skoka, osoba ne uleti otvoreni prostor, ali pada na zemlju.

Uzimajući u obzir slobodni pad tijela u blizini Zemljine površine kao rezultat gravitacijske interakcije tog tijela sa Zemljom, možemo napisati:

odakle dolazi ubrzanje slobodnog pada:

Ubrzanje sile teže ne ovisi o masi tijela, već ovisi o visini tijela iznad Zemlje. Globus je malo spljošten na polovima, pa se tijela koja se nalaze u blizini polova nalaze malo bliže središtu Zemlje. S tim u vezi, ubrzanje gravitacije ovisi o geografskoj širini područja: na polu je nešto veće nego na ekvatoru i drugim geografskim širinama (na ekvatoru m/s, na sjevernom polu ekvatoru m/s.

Ista formula omogućuje vam da pronađete ubrzanje gravitacije na površini bilo kojeg planeta s masom i radijusom.

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1 (problem oko "vaganja" Zemlje)

Vježbajte Polumjer Zemlje je km, ubrzanje sile teže na površini planeta je m/s. Na temelju tih podataka približno procijenite masu Zemlje.
Riješenje Ubrzanje gravitacije na površini Zemlje:

odakle dolazi Zemljina masa:

U sustavu C, polumjer Zemlje m.

Zamjenom brojčanih vrijednosti fizičkih veličina u formulu procjenjujemo masu Zemlje:

Odgovor Zemljina masa kg.

PRIMJER 2

Vježbajte Satelit Zemlje kreće se po kružnoj orbiti na visini od 1000 km od površine Zemlje. Kojom se brzinom kreće satelit? Koliko će satelitu trebati da napravi jedan krug oko Zemlje?
Riješenje Prema , sila koja sa Zemlje djeluje na satelit jednaka je umnošku mase satelita i ubrzanja kojim se kreće:

Na satelit sa strane Zemlje djeluje sila gravitacijske privlačnosti koja je prema zakonu univerzalne gravitacije jednaka:

gdje su i mase satelita odnosno Zemlje.

Budući da je satelit na određenoj visini iznad Zemljine površine, udaljenost od njega do središta Zemlje je:

gdje je polumjer Zemlje.

Zakon univerzalne gravitacije otkrio je Newton 1687. proučavajući kretanje mjesečevog satelita oko Zemlje. Engleski fizičar jasno je formulirao postulat koji karakterizira sile privlačenja. Uz to, analizirajući Keplerove zakone, Newton je izračunao da gravitacijske sile moraju postojati ne samo na našem planetu, već iu svemiru.

Pozadina

Zakon univerzalne gravitacije nije rođen spontano. Od davnina su ljudi proučavali nebo, uglavnom da bi sastavili poljoprivredni kalendar, izračunali važne datume i vjerske praznike. Promatranja su pokazala da se u središtu “svijeta” nalazi Svjetlo (Sunce), oko kojega nebeska tijela kruže u orbitama. Nakon toga, dogme crkve nisu dopuštale da se to razmotri, a ljudi su izgubili znanje nakupljeno tisućama godina.

U 16. stoljeću, prije izuma teleskopa, pojavila se galaksija astronoma koji su promatrali nebo na znanstveni način, odbacujući zabrane crkve. T. Brahe, koji je godinama promatrao svemir, s posebnom je pažnjom sistematizirao kretanje planeta. Ovi vrlo precizni podaci pomogli su I. Kepleru da kasnije otkrije svoja tri zakona.

Do vremena kada je Isaac Newton otkrio zakon gravitacije (1667.), heliocentrični sustav svijeta N. Kopernika konačno je uspostavljen u astronomiji. Prema njemu, svaki od planeta sustava rotira oko Sunca u orbitama koje se, s aproksimacijom dovoljnom za mnoge izračune, mogu smatrati kružnim. Početkom 17.st. I. Kepler, analizirajući radove T. Brahea, uspostavio je kinematičke zakone koji karakteriziraju kretanja planeta. Otkriće je postalo temelj za rasvjetljavanje dinamike gibanja planeta, odnosno sila koje određuju upravo takvu vrstu njihova gibanja.

Opis interakcije

Za razliku od kratkotrajnih slabih i jakih interakcija, gravitacijska i elektromagnetska polja imaju svojstva dugog dometa: njihov se utjecaj očituje na golemim udaljenostima. Na mehaničke pojave u makrokozmosu utječu dvije sile: elektromagnetska i gravitacijska. Utjecaj planeta na satelite, let bačenog ili lansiranog predmeta, lebdenje tijela u tekućini - u svakoj od ovih pojava djeluju gravitacijske sile. Ove objekte privlači planet i gravitiraju prema njemu, otuda naziv "zakon univerzalne gravitacije".

Dokazano je da između fizička tijela sigurno djeluje sila uzajamne privlačnosti. Pojave poput pada tijela na Zemlju, rotacije Mjeseca i planeta oko Sunca, koje se javljaju pod utjecajem sila univerzalne gravitacije, nazivaju se gravitacijskim.

Zakon univerzalne gravitacije: formula

Univerzalna gravitacija formulira se na sljedeći način: bilo koja dva materijalni predmet privlače jedna drugu određenom snagom. Veličina te sile izravno je proporcionalna umnošku masa tih tijela i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih:

U formuli, m1 i m2 su mase materijalnih objekata koji se proučavaju; r udaljenost određena između središta mase proračunatih objekata; G je konstantna gravitacijska veličina koja izražava silu kojom obostrana privlačnost dva predmeta težine 1 kg svaki, koji se nalaze na udaljenosti od 1 m jedan od drugog.

O čemu ovisi sila privlačenja?

Zakon gravitacije djeluje različito ovisno o regiji. Budući da sila gravitacije ovisi o vrijednostima geografske širine u određenom području, slično tome, ubrzanje slobodnog pada ima različita značenja na različitim mjestima. Sila gravitacije i, shodno tome, ubrzanje slobodnog pada imaju najveću vrijednost na polovima Zemlje - sila gravitacije u tim točkama jednaka je sili privlačenja. Minimalne vrijednosti bit će na ekvatoru.

Globus je blago spljošten, njegov polarni radijus je otprilike 21,5 km manji od ekvatorijalnog radijusa. Međutim, ta je ovisnost manje značajna u usporedbi s dnevnom rotacijom Zemlje. Izračuni pokazuju da je zbog spljoštenosti Zemlje na ekvatoru veličina ubrzanja gravitacije nešto manja od njegove vrijednosti na polu za 0,18%, a nakon dnevne rotacije - za 0,34%.

Međutim, na istom mjestu na Zemlji kut između vektora smjera je malen, pa je razlika između sile privlačenja i sile teže neznatna i može se zanemariti u proračunima. Odnosno, možemo pretpostaviti da su moduli tih sila isti - ubrzanje gravitacije u blizini Zemljine površine svugdje je isto i iznosi približno 9,8 m/s².

Zaključak

Isaac Newton bio je znanstvenik koji je napravio znanstvenu revoluciju, u potpunosti obnovio principe dinamike i na njihovoj osnovi stvorio znanstvenu sliku svijeta. Njegovo otkriće utjecalo je na razvoj znanosti i stvaranje materijalne i duhovne kulture. Na Newtonovu je sudbinu palo da revidira rezultate ideje o svijetu. U 17. stoljeću Znanstvenici su završili grandiozan posao izgradnje temelja nove znanosti - fizike.

Kao što znate, težina je sila kojom tijelo pritišće oslonac zbog gravitacije prema Zemlji.

Prema drugom zakonu mehanike, težina bilo kojeg tijela povezana je s ubrzanjem gravitacije i masom tog tijela odnosom

Težina tijela je rezultat rezultante svih sila privlačenja između svake čestice tijela i Zemlje. Dakle, težina svakog tijela mora biti proporcionalna masi ovog tijela, kao što je u stvarnosti. Ako zanemarimo utjecaj dnevne rotacije Zemlje, tada se prema Newtonovom zakonu gravitacije težina određuje formulom

gdje je gravitacijska konstanta, masa Zemlje, udaljenost tijela od središta Zemlje. Formula (3) pokazuje da se težina tijela smanjuje s udaljenošću od površine Zemlje. Prosjek

Polumjer Zemlje je jednak; stoga, kada se podigne težinom, smanjuje se za 0,00032 svoje vrijednosti.

Budući da je zemljina kora heterogene gustoće, u područjima ispod kojih se nalaze guste stijene u dubini zemljine kore, sila teže je nešto veća nego u područjima (na istoj geografskoj širini) čije je korito sastavljeno od manje gustih stijena. Planinski masivi uzrokuju odstupanje viska prema planinama.

Usporedbom jednadžbi (2) i (3) dobivamo izraz za ubrzanje gravitacije bez uzimanja u obzir utjecaja Zemljine rotacije:

Svako tijelo koje mirno leži na površini Zemlje, sudjelujući u dnevnoj rotaciji Zemlje, očito ima zajedničku centripetalnu akceleraciju sa zadanom površinom, koja leži u ravnini paralelnoj s ekvatorom i usmjerena prema osi rotacije (sl. 48. ). Sila kojom Zemlja privlači svako tijelo koje mirno leži na njezinoj površini djelomično se očituje statički u pritisku koji tijelo vrši na oslonac (ova komponenta se naziva "težina"; druga geometrijska komponenta sile manifestira se dinamički, dajući centripetalno ubrzanje na tijelo, uključujući ga u dnevnu rotaciju Zemlje. Za ekvator je to ubrzanje najveće, za polove je nula. Stoga, ako se bilo koje tijelo prenese s pola na ekvator, ono će "nešto izgubiti na težini".

Riža. 48. Zbog rotacije Zemlje sila privlačenja Zemlje ima statičku (težinu) i dinamičku komponentu.

Kada bi Zemlja bila potpuno sferna, tada bi gubitak težine na ekvatoru bio:

gdje je periferna brzina na ekvatoru. Označimo dakle broj sekundi u danu

Dakle, uzimajući u obzir da nalazimo relativni gubitak težine:

Dakle, kada bi Zemlja bila točno sferna, tada bi svaki kilogram mase prenesen sa Zemljinog pola na ekvator približno izgubio na težini (to bi se moglo otkriti vaganjem na opružnoj vagi). Stvarni gubitak težine je čak i veći (oko ) jer Zemlja ima donekle spljošten oblik i njezini su polovi smješteni bliže središtu Zemlje od područja koja leže na ekvatoru.

Centripetalna akceleracija dnevne rotacije leži u ravnini paralelnoj s ekvatorom (slika 48); usmjerena je pod kutom na radijus povučen iz zadanog područja u središte Zemlje (geografsku širinu područja). Centripetalnu silu smatramo jednom komponentom gravitacijske sile; težinu drugom geometrijskom komponentom iste sile. Stoga se smjer viska za sva područja osim za ekvator i polove ne poklapa sa smjerom ravne crte povučene na središte Zemlje. Međutim, kut između njih je mali jer je centripetalna komponenta gravitacijske sile mala u usporedbi s težinom. Kompresija Zemlje koja se javlja kao rezultat dnevne rotacije je upravo takva da je visak (a ne ravna crta povučena u središte Zemlje) posvuda okomita na površinu Zemlje. Oblik Zemlje je troosni elipsoid.

Najtočnije dimenzije zemljinog elipsoida, izračunate pod vodstvom prof. F.N. Krasovsky, su sljedeći:

Kako bi se izračunalo ubrzanje gravitacije ovisno o geografskoj širini područja i, posljedično, odredila težina tijela na razini mora, Međunarodni geodetski kongres usvojio je formulu 1930.

Predstavljamo vrijednosti gravitacijskog ubrzanja za različite geografske širine (na razini mora):

Na geografskoj širini 45° ("normalno ubrzanje")

Razmotrimo kako se sila gravitacije mijenja kako ulazimo dublje u Zemlju. Neka je prosječni radijus Zemljinog sferoida. Razmotrimo gravitacijsku silu u točki K, koja se nalazi na udaljenosti od središta Zemlje.

Privlačenje u ovoj točki određeno je ukupnim djelovanjem vanjskog sferičnog sloja debljine i unutarnje sfere polumjera. Točan matematički izračun pokazuje da sferni sloj nema nikakvog utjecaja na materijalne točke koje se nalaze unutar njega, budući da privlačni sile uzrokovane njegovim pojedinim dijelovima međusobno su uravnotežene. Dakle, ostaje samo djelovanje unutarnjeg sferoida radijusa i, prema tome, manja masa od mase globusa.

Ako Zemlja bio jednoličan po gustoći, tada bi masa unutar kugle bila određena izrazom

gdje je prosječna gustoća Zemlje. U tom slučaju, ubrzanje sile teže, brojčano jednako sili koja djeluje na jedinicu mase u gravitacijskom polju, bit će jednako

i stoga će se linearno smanjivati ​​kako se približava središtu Zemlje. Ubrzanje gravitacije svoju najveću vrijednost ima na površini Zemlje.

Međutim, zbog činjenice da se Zemljina jezgra sastoji od teških metala (željezo, nikal, kobalt) i ima prosječnu gustoću veću od prosječne gustoće Zemljine kore, tada se blizu površine Zemlje u početku čak malo povećava s dubinom i doseže njegova najveća vrijednost na dubini od oko tj. ... na granici gornjih slojeva zemljine kore i rudnog omotača Zemlje. Nadalje, sila gravitacije počinje opadati kako se približava središtu Zemlje, ali nešto sporije nego što zahtijeva linearna ovisnost.

Povijest jednog od instrumenata dizajniranih za mjerenje ubrzanja gravitacije od velikog je interesa. Godine 1940. u međunarodna konferencija gravimetristi su ispitivali uređaj njemačkog inženjera Haalcka. Tijekom rasprave postalo je jasno da se ovaj uređaj u osnovi ne razlikuje od takozvanog "univerzalnog barometra" koji je dizajnirao Lomonosov i detaljno opisao u svom djelu "O odnosu između količine materije i težine", objavljenom 1757. godine. Lomonosovljev uređaj je konstruiran na sljedeći način (slika 49).

To omogućuje uzimanje u obzir vrlo malih promjena u ubrzanju gravitacije.

Utječe na apsolutno sva tijela u Svemiru čarobna moć, privlačeći ih na neki način u Zemlju (točnije u njezinu jezgru). Nema kamo pobjeći, nigdje se sakriti od sveobuhvatne magične gravitacije našeg planeta. Sunčev sustav privlače ne samo ogromno Sunce, već i jedni druge, svi objekti, molekule i najmanji atomi također se međusobno privlače. poznat i maloj djeci, posvetivši svoj život proučavanju ovog fenomena, uspostavio je jedan od najvećih zakona - zakon univerzalne gravitacije.

Što je gravitacija?

Definicija i formula odavno su poznate mnogima. Podsjetimo se da je gravitacija određena veličina, jedna od prirodnih manifestacija univerzalne gravitacije, naime: sila kojom bilo koje tijelo uvijek privlači Zemlju.

Gravitacija se označava latiničnim slovom F gravitacija.

Gravitacija: formula

Kako izračunati smjer prema određenom tijelu? Koje još količine morate znati za ovo? Formula za izračun gravitacije prilično je jednostavna, proučava se u 7. razredu srednje škole, na početku nastave fizike. Da bi se to ne samo naučilo, već i razumjelo, treba poći od činjenice da je sila gravitacije, koja uvijek djeluje na tijelo, izravno proporcionalna njegovoj kvantitativnoj vrijednosti (masi).

Jedinica gravitacije nazvana je po velikom znanstveniku - Newtonu.

Sila gravitacije (gravitacija) uvijek je usmjerena striktno prema dolje, prema središtu zemljine jezgre, zahvaljujući njenom utjecaju sva tijela padaju prema dolje jednakom akceleracijom. Fenomen gravitacije u Svakidašnjica Vidimo posvuda i stalno:

  • predmeti, slučajno ili namjerno ispušteni iz ruku, nužno padaju na Zemlju (ili na bilo koju površinu koja sprječava slobodan pad);
  • satelit lansiran u svemir ne odleti s našeg planeta na neodređenu udaljenost okomito prema gore, već ostaje rotirajući u orbiti;
  • sve rijeke teku s planina i ne mogu se vratiti;
  • ponekad osoba padne i ozlijedi se;
  • sitne mrlje prašine talože se na svim površinama;
  • zrak je koncentriran blizu površine zemlje;
  • teške torbe za nošenje;
  • kiša kaplje iz oblaka, pada snijeg i tuča.

Uz pojam "gravitacija" koristi se i pojam "tjelesna težina". Ako je tijelo postavljeno na ravnu horizontalnu podlogu, onda su njegova težina i gravitacija brojčano jednake, pa se ova dva pojma često zamjenjuju, što nikako nije točno.

Ubrzanje gravitacije

Koncept "ubrzanja gravitacije" (drugim riječima, povezan je s pojmom "sila gravitacije". Formula pokazuje: da biste izračunali silu gravitacije, morate pomnožiti masu s g (ubrzanje gravitacije) .

"g" = 9,8 N/kg, to je konstantna vrijednost. Međutim, točnija mjerenja pokazuju da zbog rotacije Zemlje vrijednost ubrzanja St. n. nije ista i ovisi o geografskoj širini: na Sjevernom polu je = 9,832 N/kg, a na vrućem ekvatoru = 9,78 N/kg. Ispada da su na različitim mjestima na planetu različite sile gravitacije usmjerene prema tijelima jednake mase (formula mg i dalje ostaje nepromijenjena). Za praktične proračune odlučeno je dopustiti manje pogreške u ovoj vrijednosti i koristiti prosječnu vrijednost od 9,8 N/kg.

Proporcionalnost takve količine kao što je gravitacija (formula to dokazuje) omogućuje vam mjerenje težine objekta pomoću dinamometra (slično običnom kućanskom poslu). Imajte na umu da uređaj pokazuje samo snagu, budući da regionalna g vrijednost mora biti poznata kako bi se odredila točna tjelesna težina.

Djeluje li gravitacija na bilo kojoj udaljenosti (i blizu i daleko) od središta Zemlje? Newton je pretpostavio da on djeluje na tijelo čak i na značajnoj udaljenosti od Zemlje, ali njegova vrijednost opada obrnuto proporcionalno kvadratu udaljenosti od objekta do Zemljine jezgre.

Gravitacija u Sunčevom sustavu

Postoji li definicija i formula u vezi s drugim planetima koji ostaju relevantni. Sa samo jednom razlikom u značenju "g":

  • na Mjesecu = 1,62 N/kg (šest puta manje nego na Zemlji);
  • na Neptunu = 13,5 N/kg (gotovo jedan i pol puta više nego na Zemlji);
  • na Marsu = 3,73 N/kg (više od dva i pol puta manje nego na našem planetu);
  • na Saturnu = 10,44 N/kg;
  • na živom = 3,7 N/kg;
  • na Veneri = 8,8 N/kg;
  • na Uranu = 9,8 N/kg (skoro isto kao i kod nas);
  • na Jupiteru = 24 N/kg (gotovo dva i pol puta više).