Сила тяжести: определение, формула, роль в природе и космосе

Абсолютно все тела, которые обладают конечной массой, взаимодействуют друг с другом благодаря так называемой силе притяжения или гравитации. Дадим в статье определение силы тяжести, а также рассмотрим, какую роль она играет в природе и космосе.

Что такое сила тяжести или гравитациия?

В физике определение силы тяжести или гравитации дают следующее: это сила, с которой два тела, имеющие массу, притягиваются друг к другу. Это означает, что каждый человек притягивается к любому предмету, который встречает в своей жизни. Однако эта сила является настолько маленькой, что она не ощущается.

Проявление гравитации заметно, когда среди взаимодействующих тел имеется объект с огромной массой, например, наша планета. Во многих задачах по физике определение силы тяжести сводят до понятия притяжения объектов к Земле. В последнем случае говорят о весе тела, который вычисляют по формуле P = m*g. Здесь m и g - масса тела и ускорение свободного падения, которое приблизительно равно 9,81 м/с².

Сэр Исаак Ньютон и всемирное тяготение

Впервые исчерпывающее определение силы тяжести дал в конце XVII века великий английский ученый Исаак Ньютон. Он смог объединить существовавшие на то время разрозненные знания и эмпирические наблюдения (понятие Галилея об инерции тел и законы Кеплера) и оформить их в виде стройной теории, получившей название «Небесная механика».

Согласно Ньютону, все тела притягиваются друг к другу с силой, которая записывается следующей формулой

F = G*m₁*m₂/R², где

m₁ и m₂ - массы тел,

R - расстояние между ними,

G=6,674*10^-11 Н*м²/кг² - универсальная гравитационная постоянная.

Сила тяжести (гравитации) F действует на абсолютно любых расстояниях, направлена к центру масс тел и быстро убывает с увеличением дистанции между ними.

Если в отмеченную формулу подставить значение для массы и радиуса Земли, то можно получить названное выше ускорение g.

Эффекты, обусловленные существованием гравитации

Выше было дано определение силы тяжести, но не было сказано, какую роль она играет в нашей жизни. Во-первых, благодаря ее существованию мы не парим в воздухе, а твердо стоим на поверхности, и сам воздух не улетает в космическое пространство. Во-вторых, любое подброшенное тело падает обратно на землю. В-третьих, при расчете траекторий полета свободных тел учет влияния этой силы является принципиальным. Наконец, сила всемирного тяготения является главным фактором, который определяет особенности движения нашей планеты вокруг Солнца, и вообще движение любых космических тел.

В настоящее время ученые всего мира пытаются объединить гравитацию с другими фундаментальными взаимодействиями, чтобы создать единую физическую теорию нашей Вселенной.