1.2.6. Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Ускорение свободного падения и его зависимость от высоты. Вес тела и его отличия от силы тяжести. Перегрузка и невесомость

Гравитационное взаимодействие – одно из четырех фундаментальных взаимодействий в природе.

Гравитационные силы – силы взаимодействия, действующие между тяготеющими телами.

Закон всемирного тяготения: силы взаимного притяжения, действующие между двумя материальными точками, прямо пропорциональны массам этих точек и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними.

Формула для расчета силы гравитационного притяжения между двумя материальными точками: где m₁ и m₂ – массы материальных точек, r – расстояние между ними, G = 6,67 ∙10^-11 Н·м²/кг² – гравитационная постоянная.

Физическая сущность гравитационной постоянной: гравитационная постоянная численно равна силе взаимного притяжения двух материальных точек массой 1 кг на расстоянии 1м.

Условия применения закона всемирного тяготения в виде :

1) взаимодействие двух материальных точек; 2) взаимодействие тела произвольной формы с шаром, радиус которого значительно превосходит размеры тела (расстояние r в этом случае – длина отрезка между телом и центром шара); 3) взаимодействие двух шаров (расстояние r в этом случае – длина отрезка между центрами шаров).

Сила тяжести – сила, действующая на тело вследствие притяжения его к земле.

Свободное падение – падение тел под действием только одной силы тяжести.

Ускорение свободного падения – ускорение тела при свободном падении (при падении тел вблизи поверхности Земли ускорение свободного падения составляет g_o = 9,8 м/с²).

Зависимость ускорения свободного падения от высоты над поверхностью Земли:

где R_з = 6,4∙10⁶ м – радиус Земли, h – высота над поверхностью Земли.

Формула для расчета силы тяжести: .

Вес тела – сила, с которой тело давит на горизонтальную опору или растягивает подвес вследствие притяжения этого тела к Земле.

Отличия веса тела от силы тяжести:

Сила тяжести	Вес
1. Одна из составляющих силы тяготения, сообщающая ускорение свободно падающему телу.	1. Сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес.
2. Приложена к самому телу.	2. Приложена к опоре или подвесу.
3. Направлена по линии отвеса в данном месте Земли.	3. Направление в каждом конкретном случае различно, в частности, может совпадать с направлением линии отвеса.
4. Величина постоянная для данного места расположения тела и обусловленная тяготением Земли и её суточным вращением вокруг оси.	4. Величина переменная, зависящая от ускорения движения тела и опоры (или подвеса) относительно Земли.
5. Сила гравитационная.	5. Сила упругости (электромагнитная сила)

Невесомость (отсутствие веса) – состояние, при котором тело движется только под действием силы тяжести.

Невесомость наступает в случае, если тело и опора (тело и подвес) находятся под действием только одной силы – силы тяжести.

Перегрузка – состояние, при котором вес тела больше силы тяжести.

Коэффициент перегрузки (его часто называют просто перегрузкой) – отношение веса тела к силе тяжести .

1.2.7. Движение тел под действием силы тяжести: начальная скорость тела направлена вертикально, под углом к горизонту или горизонтально. Нормальное и тангенциальное ускорение под криволинейном движении тела. Радиус кривизны траектории