Формула силы притяжения между телами – Сила гравитационного притяжения

Сила гравитационного притяжения | LAMPA

Итак, модуль силы гравитационного притяжения дается выражением

F=GM1⋅M2R2.F=G\frac{M_1\cdot M_2}{R^2}{.}F=GR2M1​⋅M2​​.

Сила гравитационного притяжения направлена по линии, соединяющей центры масс притягивающихся тел.

Надо отметить, что по 3-му закону Ньютона не только первое тело притягивает второе, но и второе тело притягивает первое. Причем притягивает с точно такой же по модулю силой.

Осталось последнее — выяснить: а что же такое GGG? GGG — это гравитационная постоянная. G=6,67⋅10−11Н⋅м2кг2G=6,67\cdot 10^{-11}\frac{Н\cdot м^2}{кг^2}G=6,67⋅10−11кг2Н⋅м2​. Это просто константа. Запоминать ее вовсе не обязательно. Достаточно просто знать, что она присутствует в формуле. Ее значение есть в справочниках, а на ЕГЭ — в начале экзаменационных листов в списке физических констант.

Множитель 10−1110^{-11}10−11, который содержится в константе GGG, — это очень маленькое число. Именно из-за этого множителя сила гравитационного притяжения очень мала. Сидя за одной партой, два ученика тоже притягиваются друг к другу, но сила этого притяжения настолько мала, что почувствовать ее невозможно.

Земля притягивает все тела (в частности, каждого из нас) как раз таки по закону всемирного тяготения:

Fтяготения=Gm⋅MЗемли(RЗемли)2F_{тяготения}=G\frac{m\cdot M_{Земли}}{(R_{Земли})^2}Fтяготения​=G(RЗемли​)2m⋅MЗемли​​,

где mmm — масса тела, притягиваемого Землей. Масса Земли MЗемлиM_{Земли}MЗемли​, радиус Земли RЗемлиR_{Земли}RЗемли​ — это постоянные величины, которые не изменяются уже много-много лет. Поэтому можно переписать силу тяготения на Земле в виде:

Fтяготения=m⋅[GMЗемли(RЗемли)2]F_{тяготения}=m\cdot [G\frac{M_{Земли}}{(R_{Земли})^2}]Fтяготения​=m⋅[G(RЗемли​)2MЗемли​​].

Представим себе ситуацию, когда тело находится в свободном падении. Единственная сила, которая действует на тело, — это сила гравитационного притяжения Земли. По 2-му закону Ньютона можно записать:

Fтяготения=m⋅aF_{тяготения}=m\cdot aFтяготения​=m⋅a.

При этом Fтяготения=m⋅[GMЗемли(RЗемли)2]F_{тяготения}=m\cdot [G\frac{M_{Земли}}{(R_{Земли})^2}]Fтяготения​=m⋅[G(RЗемли​)2MЗемли​​]. Из этих двух уравнений следует, что

m⋅[GMЗемли(RЗемли)2]=m⋅a⇒a=GMЗемли(RЗемли)2=gm\cdot [G\frac{M_{Земли}}{(R_{Земли})^2}]=m\cdot a\,\,\Rightarrow\,\, a=G\frac{M_{Земли}}{(R_{Земли})^2}=gm⋅[G(RЗемли​)2MЗемли​​]=m⋅a⇒a=G(RЗемли​)2MЗемли​​=g.

ggg — это ускорение свободного падения, с которым двигаются все тела, подброшенные на Земле (в отсутсвие силы сопротивления воздуха, силы трения). С ускорением свободного падения мы познакомились ранее — в теме "Движение тела, брошенного вертикально вверх". Теперь понятно, почему все тела на Земле двигаются в свободном падении с одним и тем же ускорением g=GMЗемли(RЗемли)2=9,8мс2≈10мс2g=G\frac{M_{Земли}}{(R_{Земли})^2}=9,8\frac{м}{с^2}\approx 10\frac{м}{с^2}g=G(RЗемли​)2MЗемли​​=9,8с2м​≈10с2м​. Так происходит оттого, что масса Земли MЗемлиM_{Земли}MЗемли​ и радиус Земли RЗемлиR_{Земли}RЗемли​, а также гравитационная постоянная GGG — неизменные величины. Их значения можно всегда найти в справочных данных задачников или же прямо в заданиях ЕГЭ.

lampa.io

Что такое гравитация — определение и интересные факты

Каждый человек в своей жизни не раз сталкивался с этим понятием, ведь гравитация это основа не только современной физики, но и ряда других смежных наук.

Изучением притяжения тел занимались многие учёные с античных времен, однако главное открытие приписывается Ньютону и описывается как известная каждому история с упавшим на голову фруктом.

Что такое гравитация простыми словами



Гравитация представляет собой притяжение между несколькими предметами во всей Вселенной. Природа явления бывает разной, так как определяется массой каждого из них и протяженностью между, то есть дистанцией.

Теория Ньютона была основана на том, что и на падающий фрукт, и на спутник нашей планеты действует одна и та же сила — притяжение к Земле. А не упал спутник на земное пространство именно из-за своей массы и удалённости.

Гравитационное поле


Гравитационное поле являет собой пространство, в рамках которого происходит взаимодействие тел по законам притяжения.

Эйнштейновская теория относительности описывает поле, как определенное свойство времени и пространства, характерно проявляющееся при появлении физических объектов.

Гравитационная волна

Это определенного рода изменения полей, которые образуются в результате излучения от движущихся объектов. Они отрываются от предмета и распространяются волновым эффектом.

Теории гравитации



Классической теорией является ньютоновская. Однако, она была несовершенна и впоследствии появились альтернативные варианты.

К ним относятся:

  • метрические теории;
  • неметрические;
  • векторные;
  • Ле-Сажа, который впервые описал фазы;
  • квантовая гравитация.

Сегодня существует несколько десятков различных теорий, все они либо дополняют друг друга, либо рассматривают явления с другой стороны.

Стоит отметить: идеального варианта пока не существует, но постоянные разработки открывают больше вариантов ответов в отношении притяжения тел.

Сила гравитационного притяжения

Базовый расчет следующий – сила тяготения пропорциональна умножению массы тела на другую, между которыми она определяется. Эта формула выражена и так: сила обратно пропорциональна дистанции между объектами, возведенными в квадрат.

Гравитационное поле – потенциально, а значит сохраняется кинетическая энергия. Этот факт упрощает решение задач, в которых измеряется сила притяжения.

Гравитация в космосе

Несмотря на заблуждение многих, в космосе есть гравитация. Она ниже, чем на Земле, но все же присутствует.

Что касается космонавтов, которые на первый взгляд летают, то они в действительности находятся в состоянии медленного падения. Визуально, кажется, что их ничего не притягивает, но на практике они испытывают гравитацию.

Сила притяжения зависит от удаленности, но каким бы большим не было расстояние между объектами, они продолжат тянуться друг к другу. Взаимное притяжение никогда не будет равным нулю.

Гравитация в Солнечной системе

В солнечной системе не только Земля обладает гравитацией. Планеты, а также и Солнце, притягивают к себе объекты.

Так как сила определятся массой предмета, то наибольший показатель у Солнца.

Например, если у нашей планеты показатель равен единице, то у светила показатель будет почти равен двадцати восьми.

Следующим, после Солнца, по тяжести является Юпитер, поэтому сила притяжения у него в три раза выше, чем у Земли. Наименьший параметр у Плутона.

Для наглядности обозначим так, в теории на Солнце среднестатистический человек весил бы примерно две тонны, а вот на самой маленькой планете нашей системы – всего четыре килограмма.

От чего зависит гравитация планеты

Гравитационная тяга, как уже указывалось выше – это мощь, с которой планета тянет к себе предметы, расположенные на ее поверхности.

Сила притяжения зависит от тяжести объекта, самой планеты и дистанции, находящейся между ними. Если много километров – гравитация низкая, но она все равно удерживает объекты на связи.

Интересные факты о гравитации

Несколько важных и увлекательных аспектов, связанных с гравитацией и ее свойствами, которые стоит объяснить ребенку:

  1. Явление все притягивает, но никогда не отталкивает – это отличает ее от других физических явлений.
  2. Не бывает нулевого показателя. Невозможно смоделировать ситуацию, в которой не действует давление, то есть не работает гравитация.
  3. Земля спадает со средней скоростью 11,2 километра в секунду, достигнув этой скорости можно покинуть притягивающий колодец планеты.
  4. Факт существования гравитационных волн не был доказан научно, это лишь догадка. Если когда-либо они станут видимыми, то человечеству откроются многие загадки космоса, связанные со взаимодействием тел.

В соответствии с теорией базовой относительности такого ученого, как Эйнштейн, гравитация представляет собой искривление базовых параметров существования материального мира, которое представляет собой основу Вселенной.

Гравитация – это взаимное притяжение двух объектов. Сила взаимодействия зависит от тяжести тел и дистанции между ними. Пока не все секреты явления раскрыты, но уже сегодня существует несколько десятков теорий, описывающих понятие и его свойства.

Сложность изучаемых объектов влияет на время исследования. В большинстве случаев просто берется зависимость массы и дистанции.

1001student.ru

Гравитационное взаимодействие

Притяжение земли вызвано гравитацией. Гравитация это сила природы, которая притягивает всю существующую материю друг к другу. Притяжение всегда будет относительным. Измерение ведут как взаимодействие одного тела относительно другого. Величина силы гравитационного взаимодействия тел зависит от массы и расстояния между ними. На притяжение нашей планеты влияет гравитация других небесных объектов.

Ученые используют строгие понятия. Сила тяжести определяется как масса тела умноженная на ускорение свободного падения.

Сила тяжести - это частный, упрощённый случай применения формулы гравитационного взаимодействия. Формула применима только для объектов расположенных строго на поверхности земли, к тому же из-за разницы расстояний от центра до поверхности, т.е. радиуса нашего «шара» на экваторе и на полюсах, ускорение свободного падения (g) будет меняться. Величину гравитационного притяжения находят произведением их масс на гравитационную постоянную, которые делят на квадрат расстояния между ними. Дистанцию между объектами берут от центра масс вероятно расположенных в центре этих объектов. Гравитационная постоянная - крайне малое значение с десятком нулей после запятой, является константой.

Вес представляет собой силу, воздействующую на опору, соответственно измеряется в ньютонах, не допуская привычных для нас килограммов. Вес совпадает с силой тяжести.

На планете все стремится вниз к центру. Плотность - это отношение массы объекта к его объему. Чем она выше, тем ниже оказывается вещество, формируя облик нашего мира.

Физики пока не могут в полной мере объяснить природу этого явления, существует много теорий. Гравитационное взаимодействие тел сложный вопрос, включающий огромное количество факторов.

www.subir.ru