Сила тяжести
Сила, с которой Земля притягивает к себе тело, находящееся вблизи её поверхности, называется силой тяжести.
Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз, к центру Земли. Обозначается она обычно латинской буквой со значком (тяжесть) внизу — . Сила тяжести приложена к центру тяжести тела.
Центр тяжести тела произвольной формы находят так: подвешивают тело на нити за разные его точки. Точка пересечения всех направлений, отмеченных нитью, и будет центром тяжести тела. Для тел правильной формы центр тяжести находится в центре симметрии тела, и точка эта не обязательно принадлежит телу (например, центр симметрии кольца).
Сила тяжести для тела, находящегося вблизи поверхности Земли, равна:
где — масса Земли, — масса тела, — радиус Земли.
Согласно второму закону Ньютона, сила тяжести может быть определена как произведение массы тела на ускорение, которое в данном случае называется ускорением свободного падения :
Сопоставляя две последние формулы, получим выражение для ускорения свободного падения:
Таким образом, ускорение, с которым тело падает на землю, — ускорение свободного падения — не зависит от массы тела, а также от других его характеристик (объёма, плотности и т. д.).
Вблизи поверхности Земли оно составляет .
Земной шар немного сплюснут у полюсов, поэтому тела, находящиеся около полюсов, расположены немного ближе к центру Земли. В связи с этим сила тяжести на полюсе немного больше, чем на экваторе и других широтах (на экваторе , на Северном полюсе ).
Вокруг Солнца движутся девять больших планет. Все они удерживаются около Солнца силами тяготения. Эти силы очень велики. Например, между Солнцем и Землёй действует сила тяготения, равная примерно .
Вокруг многих планет движутся их спутники, которые также удерживаются вблизи планет силами тяготения. Спутник нашей Земли — Луна — самое близкое к нам небесное тело. Расстояние между Землёй и Луной равно в среднем 380 000 км. Масса Луны в 81 раз меньше массы Земли.
Чем меньше масса планеты, тем с меньшей силой она притягивает к себе тела. Сила тяжести на поверхности любой планеты рассчитывается по формуле:
где — масса тела, — ускорение свободного падения на данной планете, — масса планеты, радиус планеты, — гравитационная постоянная.
Эта лекция взята со страницы лекций по всем темам предмета физика:
Возможно эти страницы вам будут полезны:
Третий закон Ньютона в физике |
Закон всемирного тяготения в физике |
Вес в физике |
Невесомость и перегрузка в физике |