Фізика підготовка до ЗНО комплексне видання

МЕХАНІКА

2. ОСНОВИ ДИНАМІКИ

2.2. СИЛИ В МЕХАНІЦІ

2.2.3. ГРАВІТАЦІЙНІ СИЛИ

Сили тяжіння і всесвітнього тяжіння є гравітаційними силами. Вони є виявом гравітаційних полів.

Гравітаційне поле характеризує зміну фізичних і геометричних властивостей простору поблизу масивних тіл і може бути виявлене за силовим впливом на інші фізичні тіла.

Сила всесвітнього тяжіння — сила, яка обумовлює притягання всіх тіл у Всесвіті.

Вона визначається за законом всесвітнього тяжіння, якщо тіла можна прийняти за матеріальні точки або кулі з однорідним чи радіальним розподілом густини (r ₁₂ — відстань між центрами мас взаємодіючих тіл) (рис. 33).

Рис. 33

Закон всесвітнього тяжіння, відкритий Ньютоном: дві матеріальні точки притягуються одна до одної із силами, модуль яких прямо пропорційний добутку їх мас і обернено пропорційний квадрату відстані між ними:

Коефіцієнт пропорційності називають гравітаційною сталою та позначають G.

Гравітаційна стала чисельно дорівнює силі притягання між двома матеріальними точками масою по 1 кг, розташованими на відстані 1 м:

Одним із проявів сили всесвітнього тяжіння є сила притягання тіла до Землі, яка називається силою тяжіння і за другим законом Ньютона дорівнює mg, де g = 9,81 м/с² —

прискорення вільного падіння біля поверхні Землі:

Прискорення вільного падіння біля поверхні Землі можна обчислити за формулою:

Прискорення вільного падіння на висоті А над поверхнею Землі:

де М₃ = 6 ∙ 10²⁴ кг — маса Землі;

R ₃ = 6400 км — середній радіус Землі.