Формулата на закона за всемирното притегляне с обяснения. Силата на всемирната гравитация: характеристики и практическо значение

По кой закон ще ме обесите?
- И ние бесим всички по един закон - закона за всемирното притегляне.

Закон за гравитацията

Феноменът на гравитацията е законът за всемирното притегляне. Две тела действат едно върху друго със сила, която е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях и право пропорционална на произведението на техните маси.

Математически можем да изразим този велик закон чрез формулата

Гравитацията действа на огромни разстояния във Вселената. Но Нютон твърди, че всички обекти се привличат взаимно. Вярно ли е, че всеки два обекта се привличат? Само си представете, известно е, че Земята ви привлича, седейки на стол. Но мислили ли сте някога за факта, че компютърът и мишката се привличат? Или молив и писалка на масата? В този случай заместваме масата на писалката, масата на молива във формулата, разделяме на квадрата на разстоянието между тях, като вземем предвид гравитационната константа, получаваме силата на тяхното взаимно привличане. Но ще излезе толкова малък (поради малките маси на химикала и молива), че не усещаме присъствието му. Друго нещо е, когато става дума за Земята и стола, или Слънцето и Земята. Масите са значителни, което означава, че вече можем да оценим ефекта на силата.

Нека помислим за ускорението на свободното падане. Това е действието на закона за привличането. Под действието на сила тялото променя скоростта толкова по-бавно, колкото по-голяма е масата. В резултат на това всички тела падат на Земята с еднакво ускорение.

Каква е причината за тази невидима уникална сила? Към днешна дата съществуването на гравитационно поле е известно и доказано. Повече за природата на гравитационното поле можете да научите в допълнителния материал по темата.

Помислете какво е гравитацията. От къде е? Какво представлява? В края на краищата не може планетата да гледа Слънцето, да вижда колко далеч е отдалечено, да изчислява обратния квадрат на разстоянието в съответствие с този закон?

Посока на гравитацията

Има две тела, да кажем тяло A и B. Тяло A привлича тяло B. Силата, с която действа тяло A, започва от тяло B и е насочена към тяло A. Тоест тя "взема" тяло B и го дърпа към себе си . Тяло B „прави“ същото с тяло A.

Всяко тяло е привлечено от Земята. Земята "поема" тялото и го дърпа към своя център. Следователно тази сила винаги ще бъде насочена вертикално надолу и се прилага от центъра на тежестта на тялото, нарича се гравитация.

Основното нещо, което трябва да запомните

Някои методи за геоложко проучване, прогнозиране на приливите и отливите и, по-скоро, изчисляване на движението на изкуствени спътници и междупланетни станции. Ранно изчисляване на позицията на планетите.

Можем ли сами да си направим такъв експеримент и да не гадаем дали планетите, обектите се привличат?

Такъв пряк опит, направен Кавендиш (Хенри Кавендиш (1731-1810) - английски физик и химик)с помощта на устройството, показано на фигурата. Идеята беше да окачите пръчка с две топки на много тънка кварцова нишка и след това да донесете две големи оловни топки отстрани на тях. Привличането на топките ще усуче леко нишката - леко, защото силите на привличане между обикновените предмети са много слаби. С помощта на такъв инструмент Кавендиш успява директно да измери силата, разстоянието и големината на двете маси и по този начин да определи гравитационна константа G.

Уникалното откритие на гравитационната константа G, която характеризира гравитационното поле в космоса, направи възможно определянето на масата на Земята, Слънцето и други небесни тела. Затова Кавендиш нарича опита си „претегляне на Земята“.

Интересното е, че различните закони на физиката имат някои Общи черти. Нека се обърнем към законите на електричеството (силата на Кулон). Електрическите сили също са обратно пропорционални на квадрата на разстоянието, но вече между зарядите, и неволно възниква мисълта, че този модел има дълбок смисъл. Досега никой не е успял да представи гравитацията и електричеството като две различни проявления на една и съща същност.

Силата тук също варира обратно пропорционално на квадрата на разстоянието, но разликата в големината на електрическите сили и гравитационните сили е поразителна. Опитвайки се да установим общата природа на гравитацията и електричеството, откриваме такова превъзходство на електрическите сили над гравитационните сили, че е трудно да се повярва, че и двете имат един и същ източник. Как може да кажеш, че единият е по-силен от другия? В крайна сметка всичко зависи от това каква е масата и какъв е зарядът. Спорейки за това как действа силната гравитация, вие нямате право да кажете: „Да вземем маса с такъв и такъв размер“, защото вие сами го избирате. Но ако вземем това, което самата природа ни предлага (нейните собствени числа и мерки, които нямат нищо общо с нашите инчове, години, нашите мерки), тогава можем да сравним. Ще вземем елементарна заредена частица, като например електрон. Две елементарни частици, два електрона, поради електрическия заряд се отблъскват взаимно със сила, обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях, а поради гравитацията отново се привличат един към друг със сила, обратно пропорционална на квадрата на разстояние.

Въпрос: Какво е отношението на гравитационната сила към електрическата сила? Гравитацията е свързана с електрическото отблъскване, както едно е с число с 42 нули. Това е дълбоко озадачаващо. Откъде може да дойде такъв огромен брой?

Хората търсят този огромен фактор в други природни явления. Те преминават през всякакви големи числа и ако искате голямо число, защо не вземете, да речем, съотношението на диаметъра на Вселената към диаметъра на един протон - изненадващо, това също е число с 42 нули. И те казват: може би този коефициент и е равно на отношениетодиаметъра на един протон към диаметъра на вселената? Това е интересна мисъл, но тъй като вселената постепенно се разширява, константата на гравитацията също трябва да се промени. Въпреки че тази хипотеза все още не е опровергана, ние не разполагаме с никакви доказателства в нейна полза. Напротив, някои доказателства предполагат, че константата на гравитацията не се е променила по този начин. Този огромен брой остава загадка и до днес.

Айнщайн трябваше да промени законите на гравитацията в съответствие с принципите на относителността. Първият от тези принципи гласи, че разстоянието x не може да бъде преодоляно моментално, докато според теорията на Нютон силите действат моментално. Айнщайн трябваше да промени законите на Нютон. Тези промени, подобрения са много малки. Едно от тях е следното: тъй като светлината има енергия, енергията е еквивалентна на масата и всички маси се привличат, светлината също привлича и следователно, преминавайки покрай Слънцето, трябва да се отклони. Ето как всъщност се случва. Силата на гравитацията също е леко модифицирана в теорията на Айнщайн. Но тази съвсем лека промяна в закона за гравитацията е достатъчна, за да обясни някои от очевидните нередности в движението на Меркурий.

Физическите явления в микрокосмоса са подчинени на други закони, отколкото явленията в света на големи мащаби. Възниква въпросът: как се проявява гравитацията в свят на малки мащаби? На него ще отговори квантовата теория на гравитацията. Но все още няма квантова теория за гравитацията. Хората все още не са постигнали голям успех в създаването на теория за гравитацията, която е напълно съвместима с принципите на квантовата механика и с принципа на несигурността.

Най-важното явление, постоянно изучавано от физиците, е движението. Електромагнитни явления, законите на механиката, термодинамичните и квантовите процеси - всичко това широк обхватфрагменти от вселената, изучавани от физиката. И всички тези процеси се свеждат по един или друг начин до едно – до.

Във връзка с

Всичко във Вселената се движи. Гравитацията е познато явление за всички хора от детството, родени сме в гравитационното поле на нашата планета, това физическо явлениесе възприема от нас на най-дълбоко интуитивно ниво и, изглежда, дори не изисква изучаване.

Но, уви, въпросът е защо и Как всички тела се привличат?, остава и до ден днешен неразкрит напълно, въпреки че е проучен нагоре и надолу.

В тази статия ще разгледаме какво е универсалното привличане на Нютон - класическата теория за гравитацията. Въпреки това, преди да преминем към формули и примери, нека поговорим за същността на проблема с привличането и да му дадем определение.

Може би изучаването на гравитацията беше началото на естествената философия (науката за разбиране на същността на нещата), може би естествената философия породи въпроса за същността на гравитацията, но по един или друг начин въпросът за гравитацията на телата интересува се от древна Гърция.

Движението се разбира като същността на чувствените характеристики на тялото или по-скоро тялото се движи, докато наблюдателят го вижда. Ако не можем да измерим, претеглим, почувстваме едно явление, това означава ли, че това явление не съществува? Естествено, не става. И тъй като Аристотел разбира това, започват размисли за същността на гравитацията.

Както се оказа днес, след много десетки векове, гравитацията е в основата не само на привличането на Земята и на привличането на нашата планета, но и в основата на произхода на Вселената и почти всички съществуващи елементарни частици.

Задача за движение

Нека направим мисловен експеримент. Да вземем лява ръкамалка топка. Да вземем същия отдясно. Нека пуснем дясната топка и тя ще започне да пада надолу. Лявата остава в ръката, все още е неподвижна.

Нека мислено спрем хода на времето. Падащата дясна топка "виси" във въздуха, лявата все още остава в ръката. Дясната топка е надарена с „енергията“ на движение, лявата не. Но каква е дълбоката, значима разлика между тях?

Къде, в коя част на падащата топка пише, че трябва да се движи? Има същата маса, същия обем. Той има същите атоми и те не се различават от атомите на топката в покой. Топка има? Да, това е верният отговор, но как топката знае, че има потенциална енергия, къде е записана в нея?

Това е задачата, поставена от Аристотел, Нютон и Алберт Айнщайн. И тримата брилянтни мислители отчасти решиха този проблем за себе си, но днес има редица проблеми, които трябва да бъдат разрешени.

Нютонова гравитация

През 1666 г. най-големият английски физик и механик И. Нютон открива закон, способен количествено да изчисли силата, поради която цялата материя във Вселената се стреми една към друга. Това явление се нарича универсална гравитация. Когато ви попитат: „Формулирайте закона за всемирното притегляне“, отговорът ви трябва да звучи така:

Силата на гравитационното взаимодействие, която допринася за привличането на две тела, е правопропорционална на масите на тези телаи обратно пропорционална на разстоянието между тях.

важно!Законът за привличането на Нютон използва термина "разстояние". Този термин трябва да се разбира не като разстоянието между повърхностите на телата, а като разстоянието между техните центрове на тежестта. Например, ако две топки с радиуси r1 и r2 лежат една върху друга, тогава разстоянието между техните повърхности е нула, но сила на гравитациятаима. Въпросът е, че разстоянието между техните центрове r1+r2 е различно от нула. В космически мащаб това уточнение не е важно, но за спътник в орбита това разстояние е равно на височината над повърхността плюс радиуса на нашата планета. Разстоянието между Земята и Луната също се измерва като разстоянието между техните центрове, а не като техните повърхности.

За закона на гравитацията формулата е следната:

,

• F е силата на привличане,
• - маси,
• r - разстояние,
• G е гравитационната константа, равна на 6,67 10−11 m³ / (kg s²).

Какво е теглото, ако току-що разгледахме силата на привличане?

Силата е векторна величина, но в закона за всемирното привличане тя традиционно се записва като скалар. Във векторно изображение законът ще изглежда така:

.

Но това не означава, че силата е обратно пропорционална на куба на разстоянието между центровете. Съотношението трябва да се разбира като единичен вектор, насочен от един център към друг:

.

Закон за гравитационното взаимодействие

Тегло и гравитация

След като разгледахме закона за гравитацията, можем да разберем, че няма нищо изненадващо в това, че ние лично чувстваме, че привличането на слънцето е много по-слабо от земното. Масивното Слънце, въпреки че има голяма маса, е много далеч от нас. също е далеч от Слънцето, но се привлича от него, тъй като има голяма маса. Как да намерим силата на привличане на две тела, а именно как да изчислим гравитационната сила на Слънцето, Земята и вас и мен - ще се занимаваме с този въпрос малко по-късно.

Доколкото знаем, силата на гравитацията е:

където m е нашата маса, а g е ускорението на свободното падане на Земята (9,81 m/s 2).

важно!Няма два, три, десет вида сили на привличане. Гравитацията е единствената сила, която определя количествено привличането. Теглото (P = mg) и гравитационната сила са едно и също.

Ако m е нашата маса, M е масата на земното кълбо, R е неговият радиус, тогава гравитационната сила, действаща върху нас, е:

Така, тъй като F = mg:

.

Масите m се съкращават, оставяйки израза за ускорението на свободното падане:

Както можете да видите, ускорението на свободното падане наистина е постоянна стойност, тъй като формулата му включва постоянни стойности - радиуса, масата на Земята и гравитационната константа. Замествайки стойностите на тези константи, ще се уверим, че ускорението на свободното падане е равно на 9,81 m / s 2.

На различни географски ширини радиусът на планетата е малко по-различен, тъй като Земята все още не е перфектна сфера. Поради това ускорението на свободното падане в различните точки на земното кълбо е различно.

Да се ​​върнем към привличането на Земята и Слънцето. Нека се опитаме да докажем с пример, че земното кълбо ни привлича по-силно от Слънцето.

За удобство нека вземем масата на човек: m = 100 kg. Тогава:

• Разстоянието между човек и земното кълбо е равно на радиуса на планетата: R = 6,4∙10 6 m.
• Масата на Земята е: M ≈ 6∙10 24 kg.
• Масата на Слънцето е: Mc ≈ 2∙10 30 kg.
• Разстояние между нашата планета и Слънцето (между Слънцето и човека): r=15∙10 10 m.

Гравитационно привличане между човека и Земята:

Този резултат е доста очевиден от по-прост израз за теглото (P = mg).

Силата на гравитационното привличане между човека и Слънцето:

Както можете да видите, нашата планета ни привлича почти 2000 пъти по-силно.

Как да намерим силата на привличане между Земята и Слънцето? По следния начин:

Сега виждаме, че Слънцето притегля нашата планета повече от милиард милиарди пъти по-силно, отколкото планетата привлича вас и мен.

първа космическа скорост

След като Исак Нютон открива закона за всемирната гравитация, той се интересува от това колко бързо трябва да се хвърли едно тяло, така че то, след като преодолее гравитационното поле, да напусне земното кълбо завинаги.

Вярно, той си го представи малко по-различно, според неговото разбиране това не беше вертикално стояща ракета, насочена към небето, а тяло, което прави хоризонтален скок от върха на планина. Това беше логична илюстрация, тъй като на върха на планината силата на гравитацията е малко по-малка.

Така че на върха на Еверест ускорението на гравитацията няма да бъде обичайните 9,8 m / s 2, а почти m / s 2. Поради тази причина частиците въздух са толкова разредени, че вече не са толкова прикрепени към гравитацията, колкото тези, които са "паднали" на повърхността.

Нека се опитаме да разберем какво космическа скорост.

Първата космическа скорост v1 е скоростта, с която тялото напуска повърхността на Земята (или друга планета) и навлиза в кръгова орбита.

Нека се опитаме да разберем числената стойност на това количество за нашата планета.

Нека напишем втория закон на Нютон за тяло, което се върти около планетата по кръгова орбита:

,

където h е височината на тялото над повърхността, R е радиусът на Земята.

В орбита центробежното ускорение действа върху тялото, като по този начин:

.

Масите се намаляват, получаваме:

,

Тази скорост се нарича първа космическа скорост:

Както можете да видите, космическата скорост е абсолютно независима от масата на тялото. Така всеки обект, ускорен до скорост от 7,9 km / s, ще напусне нашата планета и ще влезе в нейната орбита.

първа космическа скорост

Втора космическа скорост

Но дори и да ускорим тялото до първата космическа скорост, няма да можем напълно да прекъснем гравитационната му връзка със Земята. За това е необходима втората космическа скорост. При достигане на тази скорост тялото напуска гравитационното поле на планетатаи всички възможни затворени орбити.

важно!По погрешка често се смята, че за да стигнат до Луната, астронавтите трябва да достигнат втората космическа скорост, тъй като първо трябва да се „изключат“ от гравитационното поле на планетата. Това не е така: двойката Земя-Луна е в гравитационното поле на Земята. Техният общ център на тежестта е вътре в земното кълбо.

За да намерим тази скорост, поставяме задачата малко по-различно. Да предположим, че едно тяло лети от безкрайността към планета. Въпрос: каква скорост ще се постигне на повърхността при кацане (без да се взема предвид атмосферата, разбира се)? Именно тази скорост и ще отнеме тялото да напусне планетата.

Втора космическа скорост

Записваме закона за запазване на енергията:

,

където от дясната страна на равенството е работата на гравитацията: A = Fs.

От тук получаваме, че втората космическа скорост е равна на:

Така втората космическа скорост е пъти по-голяма от първата:

Законът за всемирното притегляне. Физика 9 клас

Законът за всемирното притегляне.

Заключение

Научихме, че въпреки че гравитацията е основната сила във Вселената, много от причините за това явление все още са мистерия. Научихме какво представлява универсалната гравитационна сила на Нютон, научихме как да я изчисляваме различни тела, а също така проучи някои полезни последици, които произтичат от такова явление като световно правоземно притегляне.

Законът на Нютон за гравитацията

законът на гравитацията, един от универсалните закони на природата; според Н. х. т.е. всички материални тела се привличат едно друго и големината на гравитационната сила не зависи от физическото и химични свойстватела, от състоянието на тяхното движение, от свойствата на средата, в която се намират телата. На Земята гравитацията се проявява преди всичко в съществуването на гравитация, която е резултат от привличането на всяко материално тяло от Земята. С това е свързано понятието „гравитация“ (от лат. gravitas – гравитация), еквивалентно на понятието „гравитация“.

Гравитационно взаимодействие в съответствие с N. h. т. играе основна роля в движението на звездни системи като двойни и множествени звезди, вътре в звездни купове и галактики. Но гравитационните полета вътре в звездните купове и галактиките имат много сложен характер и все още не са достатъчно проучени, в резултат на което движенията в тях се изучават с методи, различни от тези на небесната механика (виж Звездна астрономия). Гравитационното взаимодействие също играе съществена роля във всички космически процеси, включващи натрупвания на големи маси материя. Н. ч. т. е основата за изучаване на движението на изкуствени небесни тела, по-специално изкуствени спътници на Земята и Луната, и космически сонди. На Н.ч. т. разчита на гравиметрията. Силите на привличане между обикновените макроскопични материални тела на Земята могат да бъдат открити и измерени, но не играят забележима практическа роля. В микрокосмоса силите на привличане са пренебрежимо малки в сравнение с вътрешномолекулните и вътрешноядрените сили.

Нютон остави отворен въпроса за природата на гравитацията. Предположението за мигновеното разпространение на гравитацията в пространството (т.е. предположението, че с промяна в положението на телата силата на гравитацията между тях се променя моментално), което е тясно свързано с природата на гравитацията, също не беше обяснено. Трудностите, свързани с това, бяха премахнати едва в теорията на Айнщайн за гравитацията, която представлява нов етап в познаването на обективните закони на природата.

Лит.:Исак Нютон. 1643-1727. сб. Изкуство. към тристагодишнината от рождението му, изд. акад. С. И. Вавилова, М. - Л., 1943; Бери А. Разказастрономия, прев. от англ., М. - Л., 1946; Суботин М.Ф., Въведение в теоретичната астрономия, М., 1968 г.

Ю. А. Рябов.

Велика съветска енциклопедия. - М.: Съветска енциклопедия . 1969-1978 .

Вижте какво е "законът на гравитацията на Нютон" в други речници:

- (закон за всемирното притегляне), виж чл. (виж ГРАВИТАЦИЯ). Физически енциклопедичен речник. Москва: Съветска енциклопедия. Главен редактор А. М. Прохоров. 1983... Физическа енциклопедия

ЗАКОНА ЗА ГРАВИТАЦИЯТА НА НЮТОН, същият като закона за всемирното притегляне ... Съвременна енциклопедия

Същото като закона за гравитацията... Голям енциклопедичен речник

Законът на Нютон за гравитацията- ЗАКОН ЗА ГРАВИТАЦИЯТА НА НЮТОН, същият като закона за универсалната гравитация. … Илюстрован енциклопедичен речник

ЗАКОН ЗА ГРАВИТАЦИЯТА НА НЮТОН- същото като (виж) ...

Същото като закона за всемирното притегляне. * * * ЗАКОН ЗА ГРАВИТАЦИЯТА НА НЮТОН ЗАКОН ЗА ГРАВИТАЦИЯТА НА НЮТОН, същият като закона за всемирната гравитация (виж ЗАКОН ЗА ВСЕМИРНАТА ГРАВИТАЦИЯ) ... енциклопедичен речник

Законът на Нютон за гравитацията- Niutono gravitacijos dėsnis statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. Законът на Нютон за гравитацията vok. Newtonsches Gravitationsgesetz, n; Newtonsches Massenanziehungsgesetz, n рус. закон на гравитацията на Нютон, m; Законът на Нютон за гравитацията, m pranc.… … Fizikos terminų žodynas

Гравитацията (универсална гравитация, гравитация) (от лат. gravitas „гравитация“) е фундаментално взаимодействие на дълги разстояния в природата, на което са подложени всички материални тела. Според съвременните данни става дума за универсално взаимодействие в това ... ... Wikipedia

ЗАКОН ЗА ВСЕМИРНАТА ГРАВИТАЦИЯ- (Закон за гравитацията на Нютон) всички материални тела се привличат едно друго със сили, право пропорционални на техните маси и обратно пропорционални на квадрата на разстоянието между тях: където F е модулът на силата на гравитацията, m1 и m2, масите на взаимодействащите тела, Р ... ... Голяма политехническа енциклопедия

Закон за гравитацията- Законът за гравитацията на I. Нютон (1643 1727) в класическата механика, според който силата на гравитационното привличане на две тела с маси m1 и m2 е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието r между тях; фактор на пропорционалност G гравитационен … Концепции съвременна естествена наука. Речник на основните термини

В курса по физика за 7. клас сте изучавали явлението универсална гравитация. Тя се крие във факта, че между всички тела във Вселената съществуват сили на привличане.

Нютон стига до извода за съществуването на универсални гравитационни сили (те се наричат ​​още гравитационни сили) в резултат на изучаване на движението на Луната около Земята и планетите около Слънцето.

Заслугата на Нютон се състои не само в неговата блестяща хипотеза за взаимното привличане на телата, но и във факта, че той успя да намери закона за тяхното взаимодействие, тоест формулата за изчисляване на гравитационната сила между две тела.

Законът за гравитацията казва:

• всякакви две тела се привличат едно към друго със сила, право пропорционална на масата на всяко от тях и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях

където F е модулът на вектора на силата на гравитационното привличане между тела с маси m 1 и m 2, r е разстоянието между телата (техните центрове); G е коефициентът, който се нарича гравитационна константа.

Ако m 1 \u003d m 2 \u003d 1 kg и g \u003d 1 m, тогава, както се вижда от формулата, гравитационната константа G е числено равна на силата F. С други думи, гравитационната константа е числено равна към силата F на привличане на две тела с маса 1 kg, разположени на разстояние 1 m едно от друго. Измерванията показват това

G \u003d 6,67 10 -11 Nm 2 / kg 2.

Формулата дава точен резултат при изчисляване на силата на всемирното притегляне в три случая: 1) ако размерите на телата са пренебрежимо малки в сравнение с разстоянието между тях (фиг. 32, а); 2) ако и двете тела са хомогенни и имат сферична форма (фиг. 32, b); 3) ако едно от взаимодействащите тела е топка, чиито размери и маса са много по-големи от тези на второто тяло (с всякаква форма), разположено на повърхността на тази топка или близо до нея (фиг. 32, c).

Ориз. 32. Условия, които определят границите на приложимост на закона за всемирното привличане

Третият от разгледаните случаи е основата за изчисляване на силата на привличане към Земята на всяко от телата, разположени върху нея, по горната формула. В този случай радиусът на Земята трябва да се приеме като разстояние между телата, тъй като размерите на всички тела, разположени на нейната повърхност или близо до нея, са незначителни в сравнение с радиуса на Земята.

Според третия закон на Нютон ябълка, окачена на клон или падаща от него с ускорението на свободното падане, привлича Земята към себе си със същия модул на сила, с който Земята я привлича. Но ускорението на Земята, причинено от силата на нейното привличане към ябълката, е близо до нула, тъй като масата на Земята е несъизмеримо по-голяма от масата на ябълката.

Въпроси

1. Какво се нарича универсална гравитация?
2. Какво е другото име на силата на гравитацията?
3. Кой и през кой век е открил закона за всемирното притегляне?
4. Формулирайте закона за всемирното привличане. Напишете формула, изразяваща този закон.
5. В какви случаи трябва да се прилага законът за всемирното притегляне за изчисляване на гравитационните сили?
6. Привлича ли Земята ябълка, висяща на клон?

Упражнение 15

1. Дайте примери за проявата на силата на гравитацията.
2. Космическата станция лети от Земята до Луната. Как се променя в този случай модулът на вектора на силата на привличането му към Земята; до Луната? Станцията привлича ли се към Земята и Луната с еднакви или различни по модул сили, когато е по средата между тях? Ако силите са различни, коя е по-голяма и с колко пъти? Обосновете всички отговори. (Известно е, че масата на Земята е около 81 пъти по-голяма от масата на Луната.)
3. Известно е, че масата на Слънцето е 330 000 пъти по-голяма от масата на Земята. Вярно ли е, че Слънцето дърпа Земята 330 000 пъти по-силно, отколкото Земята дърпа Слънцето? Обяснете отговора.
4. Топката, хвърлена от момчето, се движеше известно време нагоре. В същото време скоростта му намалява през цялото време, докато стане равна на нула. След това топката започна да пада с нарастваща скорост. Обяснете: а) дали силата на привличане към Земята е действала върху топката по време на нейното движение нагоре; път надолу; б) какво е причинило намаляването на скоростта на топката, когато се движи нагоре; увеличаване на скоростта му при движение надолу; в) защо, когато топката се движи нагоре, скоростта й намалява, а когато се движи надолу, се увеличава.
5. Човек, стоящ на Земята, привлечен ли е от Луната? Ако да, тогава към какво се привлича повече - към Луната или към Земята? Привлича ли луната този човек? Обосновете отговорите.

Мнозина с основание наричат ​​16-17 век един от най-славните периоди в историята.По това време до голяма степен са положени основите, без които по-нататъшното развитие на тази наука би било просто немислимо. Коперник, Галилей, Кеплер са свършили страхотна работа, за да обявят физиката като наука, която може да отговори на почти всеки въпрос. Отделно в цяла поредица от открития е законът за всемирното привличане, чиято окончателна формулировка принадлежи на изключителния английски учен Исак Нютон.

Основното значение на работата на този учен не е в откриването на силата на всемирното притегляне - и Галилей, и Кеплер говорят за наличието на тази величина още преди Нютон, а в това, че той пръв доказва, че същата действат сили и на Земята и в космическото пространство.едни и същи сили на взаимодействие между телата.

Нютон на практика потвърди и теоретично обоснова факта, че абсолютно всички тела във Вселената, включително тези, които се намират на Земята, взаимодействат помежду си. Това взаимодействие се нарича гравитационно, докато самият процес на универсална гравитация се нарича гравитация.
Това взаимодействие възниква между телата, защото има специален вид материя, за разлика от другите, която в науката се нарича гравитационно поле. Това поле съществува и действа около абсолютно всеки обект, но няма защита срещу него, тъй като има несравнима способност да прониква във всякакви материали.

Силата на всемирната гравитация, чието определение и формулировка той даде, е в пряка зависимост от произведението на масите на взаимодействащите тела и в обратна зависимостот квадрата на разстоянието между тези обекти. Според Нютон, неопровержимо потвърдено от практическите изследвания, силата на всемирното притегляне се намира по следната формула:

В него особено значение принадлежи на гравитационната константа G, която е приблизително равна на 6,67 * 10-11 (N * m2) / kg2.

Гравитационната сила, с която телата се привличат към Земята, е частен случай на закона на Нютон и се нарича гравитация. В този случай гравитационната константа и масата на самата Земя могат да бъдат пренебрегнати, така че формулата за намиране на силата на гравитацията ще изглежда така:

Тук g не е нищо повече от ускорение, чиято числена стойност е приблизително равна на 9,8 m/s2.

Законът на Нютон обяснява не само процесите, протичащи директно на Земята, той дава отговор на много въпроси, свързани със структурата на цялото слънчева система. По-специално, силата на универсалната гравитация между има решаващо влияние върху движението на планетите в техните орбити. Теоретичното описание на това движение е дадено от Кеплер, но обосновката му става възможна едва след като Нютон формулира известния си закон.

Самият Нютон свързва явленията на земната и извънземната гравитация прост пример: при изстрел от него не лети направо, а по дъгообразна траектория. В същото време, с увеличаване на заряда на барут и масата на ядрото, последното ще лети все по-далеч и по-далеч. И накрая, ако приемем, че е възможно да се получи толкова много барут и да се проектира такъв пистолет, че гюлето да лети наоколо земно кълбо, след като извърши това движение, няма да спре, а ще продължи своето кръгово (елипсоидно) движение, превръщайки се в изкуствено.В резултат на това универсалната гравитационна сила е една и съща в природата както на Земята, така и в космоса.