Сила тяжіння

На будь-яке тіло, розташоване поблизу поверхні Землі, діє сила тяжіння, під впливом якої і в згоді з другим законом Ньютона тіло почне рухатися з прискоренням вільного падіння g. Таким чином, в системі відліку, пов'язана із Землею, на всяке тіло масою т діє сила називаемаясілой тяжкості.

Згідно фундаментального фізичного закону -узагальнення закону Галілея все тіла в одному і тому ж полі тяжіння падають з однаковим прискоренням. Отже, в даному місці Землі прискорення вільного падіння однаково для всіх тіл. Воно змінюється поблизу поверхні Землі з широтою в межах від 9,780 м / с 2 на екваторі до 9,832 м / с 2 на полюсах. Це обумовлено добовим вращеніемЗемлівокруг своєї осі, з одного боку, і сплюснутостью Землі - з іншого (екваторіальний і полярний радіусиЗемлі рівні відповідно 6378 і 6357 км). Так як відмінність значень g невелика, прискорення вільного падіння, яке використовується при вирішенні практичних завдань, приймається рівним 9,81 м / с 2.

Якщо знехтувати добовим обертанням Землі навколо своєї осі, то сила тяжіння і сила гравітаційного тяжіння рівні між собою:

де М - маса Землі; R - відстань між тілом і центром Землі тобто сила тяжіння з віддаленням від поверхні Землі зменшується.

У фізиці застосовується також поняття ваги тела.Весом тіла називають силу, з якою тіло внаслідок тяжіння до Землі діє на опору (або підвіс), яка утримує тіло від вільного падіння. У загальному випадку вага тіла визначається за формулою:

де - прискорення, з яким рухається опора (або підвіс). Якщо опора (або підвіс) спочиває або рухається прямолінійно і рівномірно, тобто = 0 і. Якщо тіло вільно рухається в полі тяжіння по будь-якій траєкторії і в будь-якому напрямку, то і. т. е. тіло буде невагомим. Наприклад, невагомими є тіла, що знаходяться в космічних кораблях, що вільно рухаються в космосі.