Закон Всемирного тяготения

1. Закон всемирного тяготения: между двумя материальными точками действуют силы взаимного притяжения (силы тяготения, гравитационные силы), прямо пропорциональные массам этих точек и обратно пропорциональные квадрату расстояния между ними. Модуль силы определяется выражением:

 ,

в котором  – массы взаимодействующих точек, r – расстояние между ними. Коэффициент пропорциональности G называется гравитационной постоянной. Гравитационная постоянная определяется опытным путем и равна силе взаимодействия двух материальных точек, имеющих единичные массы и находящихся на единичном расстоянии одна от другой. В СИ гравитационная постоянная имеет значение:

Гравитационные силы направлены вдоль линии, соединяющей взаимодействующие точки, и поэтому называются центральными силами. Гравитационные силы зависят только от координат взаимодействующих точек. В гравитационном поле, не изменяющимся по времени (стационарное гравитационное поле), работа гравитационной силы, действующей на данную перемещающуюся материальную точку, зависит лишь от координат начального и конечного положений точки и не зависит от формы ее траектории. Поэтому гравитационные силы являются потенциальными силами.

1. Закон всемирного тяготения в указанной форме справедлив не только для двух материальных точек, но и для:

а) тел произвольной формы, размеры которых во много раз меньше расстояний между центрами масс тел;

б) тел со сферически-симметричным распределением масс.

В этих случаях r – расстояние между центрами масс взаимодействующих тел.

1. Гравитационное поле Земли обуславливает силу тяжести тел, т. е. силу, с которой все тела притягиваются к Земле. Сила тяжести в отличие от всех других сил в природе сообщает телам ускорение, g, независящее от их массы. За нормальное ускорение принимается округленно:

1. Сила, с которой тело под действием тяжести давит на опору, называется весом тела. Обозначается:

Состояние механической системы, при котором отсутствуют взаимные давления частей системы, обусловленные в обычных условиях действием силы тяжести, называется невесомостью. Т.е.:

Космические скорости.

1. Первой космической скоростью называется скорость  , которую нужно сообщить телу, чтобы оно превратилось в спутник Земли (или другой планеты, а также Луны или какого-нибудь массивного небесного тела) и двигалось по окружности, плоскость которой проходит через центр Земли (Луны и т. д.) и центр которой совпадает с центром Земли (Луны и т. д.).

 , где

2. Второй космической скоростью  называется наименьшая скорость, которую нужно сообщить телу, чтобы оно, преодолев гравитационное притяжение Земли (или Луны, или какого-то другого массивного небесного тела), удалилось от нее на бесконечно большое расстояние: