Zakon univerzalne gravitacije je. Zakon gravitacije

DEFINICIJA

Zakon univerzalne gravitacije otkrio je I. Newton:

Dva tijela se privlače jedno drugom sa , što je direktno proporcionalno njihovom proizvodu i obrnuto proporcionalno kvadratu udaljenosti između njih:

Opis zakona gravitacije

Koeficijent je gravitaciona konstanta. U sistemu SI gravitaciona konstanta ima vrednost:

Ova konstanta je, kao što se može vidjeti, vrlo mala, pa su i gravitacijske sile između tijela male mase također male i praktično se ne osjećaju. Međutim, kretanje kosmičkih tijela u potpunosti je određeno gravitacijom. Prisustvo univerzalne gravitacije ili, drugim riječima, gravitacijske interakcije objašnjava na čemu se Zemlja i planete „drže“ i zašto se kreću oko Sunca po određenim putanjama, a ne odlijeću od njega. Zakon univerzalne gravitacije nam omogućava da odredimo mnoge karakteristike nebeskih tijela - mase planeta, zvijezda, galaksija, pa čak i crnih rupa. Ovaj zakon nam omogućava da izračunamo orbite planeta sa velikom preciznošću i stvorimo matematički model Univerzuma.

Uz pomoć zakona univerzalne gravitacije moguće je izračunati i kosmičke brzine. Na primjer, minimalna brzina kojom tijelo koje se kreće horizontalno iznad Zemljine površine neće pasti na njega, već će se kretati po kružnoj orbiti je 7,9 km/s (prva svemirska brzina). Da bi napustio Zemlju, tj. da bi savladalo svoju gravitaciju, tijelo mora imati brzinu od 11,2 km/s, (druga kosmička brzina).

Gravitacija je jedan od najneverovatnijih prirodnih fenomena. U nedostatku gravitacionih sila, postojanje Univerzuma bi bilo nemoguće, Univerzum ne bi mogao ni nastati. Gravitacija je odgovorna za mnoge procese u Univerzumu – njegovo rođenje, postojanje reda umjesto haosa. Priroda gravitacije još uvijek nije u potpunosti shvaćena. Do danas niko nije uspio razviti dostojan mehanizam i model gravitacijske interakcije.

Sila gravitacije

Poseban slučaj ispoljavanja gravitacionih sila je gravitacija.

Gravitacija je uvijek usmjerena vertikalno naniže (prema centru Zemlje).

Ako sila gravitacije djeluje na tijelo, onda tijelo djeluje. Vrsta kretanja ovisi o smjeru i modulu početne brzine.

Svakodnevno se suočavamo sa silom gravitacije. , nakon nekog vremena je na zemlji. Knjiga, puštena iz ruku, pada. Nakon skoka, osoba ne odleti u svemir, već pada na zemlju.

Uzimajući u obzir slobodni pad tijela u blizini Zemljine površine kao rezultat gravitacijske interakcije ovog tijela sa Zemljom, možemo napisati:

odakle ubrzanje slobodnog pada:

Ubrzanje slobodnog pada ne zavisi od mase tela, već zavisi od visine tela iznad Zemlje. Globus je blago spljošten na polovima, tako da su tijela u blizini polova nešto bliže centru Zemlje. S tim u vezi, ubrzanje slobodnog pada ovisi o geografskoj širini područja: na polu je nešto veće nego na ekvatoru i drugim geografskim širinama (na ekvatoru m/s, na sjevernom polu ekvatoru m/s.

Ista formula vam omogućava da pronađete ubrzanje slobodnog pada na površini bilo koje planete s masom i radijusom.

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1 (problem "vaganja" Zemlje)

Zadatak	Radijus Zemlje je km, ubrzanje slobodnog pada na površini planete je m/s. Koristeći ove podatke, procijenite približnu masu Zemlje.
Rješenje	Ubrzanje slobodnog pada na površini Zemlje: odakle masa Zemlje: U sistemu C, radijus Zemlje m. Zamjenom numeričkih vrijednosti fizičkih veličina u formulu, procjenjujemo masu Zemlje:
Odgovori	Masa Zemlje kg.

PRIMJER 2

Zadatak

Zemljin satelit se kreće po kružnoj orbiti na visini od 1000 km od površine Zemlje. Koliko brzo se kreće satelit? Koliko vremena je potrebno satelitu da napravi jednu potpunu revoluciju oko Zemlje?

Rješenje

Prema , sila koja djeluje na satelit sa strane Zemlje jednaka je umnošku mase satelita i ubrzanja s kojim se kreće: Sa strane Zemlje na satelit deluje sila gravitacionog privlačenja, koja je, prema zakonu univerzalne gravitacije, jednaka: gdje su i mase satelita i Zemlje, respektivno. Pošto je satelit na određenoj visini iznad površine Zemlje, udaljenost od njega do centra Zemlje: gdje je poluprečnik zemlje.

Sir Isaac Newton, nakon što je pogođen jabukom po glavi, izveo je zakon univerzalne gravitacije, koji glasi:

Bilo koja dva tijela se privlače jedno prema drugom silom koja je direktno proporcionalna proizvodu masa tijela i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih:

F = (Gm 1 m 2)/R 2 , gdje je

m1, m2- mase tijela
R- udaljenost između centara tijela
G \u003d 6,67 10 -11 Nm 2 / kg- konstantno

Odredimo ubrzanje slobodnog pada na površini Zemlje:

F g = m tijelo g = (Gm tijelo m Zemlja)/R 2

R (poluprečnik Zemlje) = 6,38 10 6 m
m Zemlja = 5,97 10 24 kg

m tijelo g = (Gm tijelo m Zemlja)/R 2 ili g \u003d (Gm Zemlja) / R 2

Imajte na umu da ubrzanje zbog gravitacije ne zavisi od mase tijela!

g = 6,67 10 -11 5,97 10 24 / (6,38 10 6) \u003d 398,2 / 40,7 = 9,8 m / s 2

Ranije smo rekli da se sila gravitacije (gravitacijsko privlačenje) naziva vaganje.

Na površini Zemlje, težina i masa tijela imaju isto značenje. Ali kako se udaljavate od Zemlje, težina tijela će se smanjiti (pošto će se rastojanje između centra Zemlje i tijela povećati), a masa će ostati konstantna (pošto je masa izraz inercije tijelo). Masa se mjeri u kilograma, težina - in newtons.

Zahvaljujući sili gravitacije, nebeska tijela rotiraju jedno u odnosu na drugo: Mjesec oko Zemlje; Zemlja oko Sunca; Sunce oko centra naše Galaksije, itd. U ovom slučaju tijela se drže centrifugalnom silom, koju osigurava sila gravitacije.

Isto važi i za veštačka tela (satelite) koja se okreću oko Zemlje. Krug duž kojeg se satelit okreće naziva se orbita rotacije.

U ovom slučaju na satelit djeluje centrifugalna sila:

F c \u003d (m satelit V 2) / R

sila gravitacije:

F g \u003d (Gm satelit m Zemlje) / R 2

F c \u003d F g \u003d (m satelit V 2) / R \u003d (Gm satelit m Zemlja) / R 2

V2 = (Gm Zemlja)/R; V = √(Gm Zemlja)/R

Koristeći ovu formulu, možete izračunati brzinu bilo kojeg tijela koje rotira u orbiti s radijusom R oko Zemlje.

Prirodni satelit Zemlje je Mjesec. Odredimo njegovu linearnu brzinu u orbiti:

Masa Zemlje = 5,97 10 24 kg

R je udaljenost između centra Zemlje i centra mjeseca. Da bismo odredili ovu udaljenost, trebamo dodati tri veličine: polumjer Zemlje; poluprečnik mjeseca; udaljenosti od Zemlje do Meseca.

R mjesec = 1738 km = 1,74 10 6 m
R zemlja = 6371 km = 6,37 10 6 m
R zl = 384400 km = 384,4 10 6 m

Ukupna udaljenost između centara planeta: R = 392,5 10 6 m

Linearna brzina mjeseca:

V = √ (Gm Zemlje) / R = √6,67 10 -11 5,98 10 24 / 392,5 10 6 = 1000 m / s \u003d 3600 km / h

Mjesec se kreće po kružnoj orbiti oko Zemlje linearnom brzinom od 3600 km/h!

Odredimo sada period okretanja Mjeseca oko Zemlje. Tokom perioda okretanja, Mjesec savlada udaljenost jednaku dužini orbite - 2πR. Mjesečeva orbitalna brzina: V = 2πR/T; S druge strane: V = √(Gm Zemlja)/R:

2πR/T = √(Gm Zemlja)/R, dakle T = 2π√R 3 /Gm Zemlja

T \u003d 6,28 √ (60,7 10 24) / 6,67 10 -11 5,98 10 24 = 3,9 10 5 s

Period okretanja Mjeseca oko Zemlje je 2.449.200 sekundi, odnosno 40.820 minuta, ili 680 sati, ili 28,3 dana.

1. Vertikalna rotacija

Ranije je u cirkusima bio vrlo popularan trik u kojem je biciklista (motociklista) napravio puni okret unutar kruga koji se nalazi okomito.

Koja je minimalna brzina koju trikster mora imati da ne bi pao na gornjoj tački?

Da bi prešlo gornju tačku bez pada, tijelo mora imati brzinu koja stvara takvu centrifugalnu silu koja bi kompenzirala silu gravitacije.

Centrifugalna sila: F c \u003d mV 2 / R

Sila gravitacije: F g = mg

F c \u003d F g; mV 2 /R = mg; V = √Rg

I opet, imajte na umu da u proračunima nema tjelesne mase! Treba napomenuti da je to brzina koju tijelo treba da ima na vrhu!

Recimo da je u cirkuskoj areni postavljen krug poluprečnika 10 metara. Izračunajmo sigurnu brzinu za trik:

V = √Rg = √10 9,8 = 10 m/s = 36 km/h

Ko je otkrio zakon gravitacije

Nije tajna da je zakon univerzalne gravitacije otkrio veliki engleski naučnik Isaac Newton, koji, prema legendi, šeta večernjom baštom i razmišlja o problemima fizike. U tom trenutku sa drveta je pala jabuka (prema jednoj verziji, pravo na glavu fizičara, po drugoj samo pala), koja je kasnije postala čuvena Njutnova jabuka, jer je naučnika dovela do uvida, eureke. Jabuka koja je pala na Njutnovu glavu i inspirisala ga da otkrije zakon univerzalne gravitacije, jer je Mesec ostao nepomičan na noćnom nebu, jabuka je pala, naučnik je možda pomislio da neka sila deluje poput Meseca (uzrokujući da orbita), tako i na jabuku, zbog čega je pala na zemlju.

Sada je, prema uvjeravanjima nekih istoričara nauke, cijela ova priča o jabuci samo lijepa fikcija. Zapravo, nije toliko važno da li je jabuka pala ili ne, važno je da je naučnik zaista otkrio i formulisao zakon univerzalne gravitacije, koji je danas jedan od kamena temeljaca i fizike i astronomije.

Naravno, mnogo prije Njutna, ljudi su promatrali kako stvari padaju na zemlju tako i zvijezde na nebu, ali prije njega su vjerovali da postoje dvije vrste gravitacije: zemaljska (djeluje isključivo unutar Zemlje, uzrokujući pada tijela) i nebeska ( djelovanje na zvijezde i mjesec). Newton je prvi spojio ove dvije vrste gravitacije u svojoj glavi, prvi koji je shvatio da postoji samo jedna gravitacija i njeno djelovanje se može opisati univerzalnim fizičkim zakonom.

Definicija zakona univerzalne gravitacije

Prema ovom zakonu, sva materijalna tijela privlače jedno drugo, dok sila privlačenja ne zavisi od fizičkih ili hemijskih svojstava tijela. Zavisi, ako se sve maksimalno pojednostavi, samo o težini tijela i udaljenosti između njih. Također morate dodatno uzeti u obzir činjenicu da su sva tijela na Zemlji pod utjecajem sile privlačenja same naše planete, koja se naziva gravitacija (s latinskog se riječ "gravitas" prevodi kao gravitacija).

Pokušajmo sada što kraće formulirati i zapisati zakon univerzalne gravitacije: sila privlačenja između dva tijela s masama m1 i m2 i razdvojenih rastojanjem R direktno je proporcionalna objema masama i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenost između njih.

Formula zakona univerzalne gravitacije

U nastavku vam predstavljamo formulu zakona univerzalne gravitacije.

G u ovoj formuli je gravitaciona konstanta, jednaka 6,67408(31) 10 −11, to je vrijednost utjecaja gravitacijske sile naše planete na bilo koji materijalni objekt.

Zakon univerzalne gravitacije i bestežinskog stanja tijela

Zakon univerzalne gravitacije koji je otkrio Newton, kao i prateći matematički aparat, kasnije su činili osnovu nebeske mehanike i astronomije, jer se pomoću njega može objasniti priroda kretanja nebeskih tijela, kao i fenomen bestežinskog stanja. . Budući da se nalazi u svemiru na znatnoj udaljenosti od sile privlačenja-gravitacije tako velikog tijela kao što je planeta, bilo koji materijalni objekt (na primjer, svemirska letjelica s astronautima na brodu) bit će u bestežinskom stanju, budući da sila gravitacioni uticaj Zemlje (G u formuli zakona gravitacije) ili neke druge planete više neće uticati na nju.

Obi-Wan Kenobi je rekao da snaga drži galaksiju na okupu. Isto se može reći i za gravitaciju. Činjenica je da nam gravitacija omogućava da hodamo po Zemlji, Zemlji da se okreće oko Sunca, a Suncu da se okreće oko supermasivne crne rupe u centru naše galaksije. Kako razumjeti gravitaciju? O tome - u našem članku.

Recimo odmah da ovdje nećete naći nedvosmisleno tačan odgovor na pitanje "Šta je gravitacija". Jer jednostavno ne postoji! Gravitacija je jedan od najmisterioznijih fenomena nad kojim naučnici zbunjuju i još uvijek ne mogu u potpunosti objasniti njegovu prirodu.

Postoji mnogo hipoteza i mišljenja. Postoji više od desetak teorija gravitacije, alternativnih i klasičnih. Razmotrit ćemo najzanimljivije, najrelevantnije i modernije.

Želite više korisnih informacija i svježih vijesti svaki dan? Pridružite nam se na telegramu.

Gravitacija je fizička fundamentalna interakcija

Postoje 4 fundamentalne interakcije u fizici. Zahvaljujući njima, svijet je upravo takav kakav jeste. Gravitacija je jedna od ovih sila.

Osnovne interakcije:

• gravitacija;
• elektromagnetizam;
• jaka interakcija;
• slaba interakcija.

Gravitacija je najslabija od četiri fundamentalne sile.

Trenutno, trenutna teorija koja opisuje gravitaciju je GR (opšta teorija relativnosti). Predložio ga je Albert Ajnštajn 1915-1916.

Međutim, znamo da je još rano govoriti o konačnoj istini. Na kraju krajeva, nekoliko stoljeća prije pojave opće relativnosti u fizici, Njutnova teorija, koja je bila značajno proširena, dominirala je da opiše gravitaciju.

Trenutno je nemoguće objasniti i opisati sva pitanja koja se odnose na gravitaciju u okviru opšte teorije relativnosti.

Prije Newtona, vjerovalo se da su gravitacija na Zemlji i nebeska gravitacija različite stvari. Vjerovalo se da se planete kreću po svojim, drugačijim od zemaljskih, idealnim zakonima.

Newton je otkrio zakon univerzalne gravitacije 1667. Naravno, ovaj zakon je postojao još za vrijeme dinosaurusa i mnogo ranije.

Drevni filozofi su razmišljali o postojanju gravitacije. Galileo je eksperimentalno izračunao ubrzanje slobodnog pada na Zemlji, otkrivši da je isto za tijela bilo koje mase. Kepler je proučavao zakone kretanja nebeskih tijela.

Njutn je bio u stanju da formuliše i generalizuje rezultate posmatranja. Evo šta je dobio:

Dva tijela se privlače jedno prema drugom silom koja se zove gravitacijska sila ili gravitacijska sila.

Formula za silu privlačenja između tijela je:

G je gravitaciona konstanta, m je masa tijela, r je udaljenost između centara mase tijela.

Koje je fizičko značenje gravitacione konstante? Jednaka je sili kojom tijela s masom od 1 kilograma djeluju jedno na drugo, na udaljenosti od 1 metar jedno od drugog.

Prema Newtonovoj teoriji, svaki objekt stvara gravitacijsko polje. Tačnost Newtonovog zakona je testirana na udaljenostima manjim od jednog centimetra. Naravno, za male mase ove sile su neznatne i mogu se zanemariti.

Newtonova formula je primjenjiva kako za izračunavanje sile privlačenja planeta prema Suncu, tako i za male objekte. Jednostavno ne primjećujemo silu kojom se, recimo, privlače lopte na bilijarskom stolu. Ipak, ova sila postoji i može se izračunati.

Sila privlačenja djeluje između bilo kojeg tijela u svemiru. Njegov efekat se proteže na bilo koju udaljenost.

Newtonov zakon univerzalne gravitacije ne objašnjava prirodu sile privlačenja, već uspostavlja kvantitativne obrasce. Njutnova teorija nije u suprotnosti sa opštom relativnošću. To je sasvim dovoljno za rješavanje praktičnih zadataka na Zemljinoj skali i za izračunavanje kretanja nebeskih tijela.

Gravitacija u opštoj relativnosti

Unatoč činjenici da je Newtonova teorija prilično primjenjiva u praksi, ona ima niz nedostataka. Zakon univerzalne gravitacije je matematički opis, ali ne daje predstavu o fundamentalnoj fizičkoj prirodi stvari.

Prema Newtonu, sila privlačenja djeluje na bilo kojoj udaljenosti. I djeluje trenutno. S obzirom da je najveća brzina na svijetu brzina svjetlosti, postoji neslaganje. Kako gravitacija može djelovati trenutno na bilo kojoj udaljenosti, kada svjetlosti nije potreban trenutak, već nekoliko sekundi ili čak godina da ih savlada?

U okviru opšte teorije relativnosti, gravitacija se ne posmatra kao sila koja deluje na tela, već kao zakrivljenost prostora i vremena pod uticajem mase. Dakle, gravitacija nije interakcija sila.

Kakav je efekat gravitacije? Pokušajmo to opisati pomoću analogije.

Zamislite prostor kao elastičnu plahtu. Ako na nju stavite laganu tenisku lopticu, površina će ostati ravna. Ali ako stavite tešku težinu pored lopte, ona će gurnuti rupu na površini, a lopta će početi da se kotrlja prema velikoj i teškoj težini. Ovo je "gravitacija".

Između ostalog! Za naše čitaoce sada postoji popust od 10%. bilo koju vrstu posla

Otkriće gravitacionih talasa

Gravitacijske talase je predvidio Albert Ajnštajn još 1916. godine, ali su otkriveni tek stotinu godina kasnije, 2015. godine.

Šta su gravitacioni talasi? Hajdemo ponovo da povučemo analogiju. Ako bacite kamen u mirnu vodu, krugovi će ići po površini vode od mjesta njegovog pada. Gravitacioni talasi su isti talasi, perturbacije. Samo ne na vodi, već u svjetskom prostor-vremenu.

Umjesto vode - prostor-vrijeme, a umjesto kamena, recimo, crna rupa. Svako ubrzano kretanje mase stvara gravitacioni talas. Ako su tijela u stanju slobodnog pada, razmak između njih će se promijeniti kada prođe gravitacijski val.

Kako je gravitacija vrlo slaba sila, detekcija gravitacionih talasa je povezana sa velikim tehničkim poteškoćama. Moderne tehnologije su omogućile da se otkrije nalet gravitacionih talasa samo iz supermasivnih izvora.

Pogodan događaj za registrovanje gravitacionog talasa je spajanje crnih rupa. Nažalost ili na sreću, to se dešava prilično retko. Ipak, naučnici su uspeli da registruju talas koji se bukvalno kotrljao kroz svemir.

Za registrovanje gravitacionih talasa napravljen je detektor prečnika 4 kilometra. Tokom prolaska talasa zabeležene su oscilacije ogledala na suspenzijama u vakuumu i interferencija svetlosti koja se odbija od njih.

Gravitacioni talasi potvrdili su valjanost opšte teorije relativnosti.

Gravitacija i elementarne čestice

U standardnom modelu, određene elementarne čestice su odgovorne za svaku interakciju. Možemo reći da su čestice nosioci interakcija.

Za gravitaciju je odgovoran graviton - hipotetička čestica bez mase sa energijom. Inače, u našem posebnom materijalu pročitajte više o Higgsovom bozonu i drugim elementarnim česticama koje su stvarale veliku buku.

Na kraju, evo nekoliko zanimljivih činjenica o gravitaciji.

10 činjenica o gravitaciji

1. Da bi se savladala sila gravitacije Zemlje, tijelo mora imati brzinu jednaku 7,91 km/s. Ovo je prva kosmička brzina. Dovoljno je da se tijelo (na primjer, svemirska sonda) kreće u orbiti oko planete.
2. Da bi izbjegla Zemljino gravitacijsko polje, svemirska letjelica mora imati brzinu od najmanje 11,2 km/s. Ovo je druga svemirska brzina.
3. Objekti sa najjačom gravitacijom su crne rupe. Njihova gravitacija je toliko jaka da čak privlače svjetlost (fotone).
4. Ni u jednoj jednadžbi kvantne mehanike nećete naći silu gravitacije. Činjenica je da kada pokušate uključiti gravitaciju u jednačine, one gube svoju relevantnost. Ovo je jedan od najvažnijih problema moderne fizike.
5. Reč gravitacija dolazi od latinskog “gravis”, što znači “težak”.
6. Što je objekt masivniji, to je jača gravitacija. Ako osoba koja ima 60 kilograma na Zemlji teži Jupiteru, vaga će pokazati 142 kilograma.
7. Naučnici NASA-e pokušavaju da razviju gravitacioni snop koji će omogućiti da se objekti pomeraju beskontaktno, savladavajući silu gravitacije.
8. Astronauti u orbiti također doživljavaju gravitaciju. Tačnije, mikrogravitacija. Čini se da beskrajno padaju zajedno s brodom u kojem se nalaze.
9. Gravitacija uvijek privlači i nikada odbija.
10. Crna rupa veličine teniske loptice vuče objekte istom silom kao i naša planeta.

Sada znate definiciju gravitacije i možete reći koja formula se koristi za izračunavanje sile privlačenja. Ako vas granit nauke drži jače od gravitacije, kontaktirajte našu studentsku službu. Pomoći ćemo vam da lako naučite i pod najvećim opterećenjima!

U fizici postoji ogroman broj zakona, pojmova, definicija i formula koje objašnjavaju sve prirodne pojave na Zemlji i u svemiru. Jedan od glavnih je zakon univerzalne gravitacije, koji je otkrio veliki i poznati naučnik Isaac Newton. Njegova definicija izgleda ovako: bilo koja dva tijela u Univerzumu su međusobno privučena određenom silom. Formula za univerzalnu gravitaciju, koja izračunava ovu silu, izgledat će ovako: F = G*(m1*m2 / R*R).

U kontaktu sa

Istorija otkrića zakona

Ljudi su dugo proučavali nebo. Želeli su da saznaju sve njegove karakteristike, sve što vlada u nepristupačnom prostoru. Sa neba je sastavljen kalendar, izračunavani su važni datumi i datumi vjerskih praznika. Ljudi su vjerovali da je centar čitavog svemira Sunce, oko kojeg se okreću svi nebeski subjekti.

Zaista burno naučno interesovanje za svemir i astronomiju uopšte pojavilo se u 16. veku. Tycho Brahe, veliki astronom, tokom svojih istraživanja je posmatrao kretanje planeta, beležio i sistematizovao zapažanja. U vreme kada je Isak Njutn otkrio zakon univerzalne gravitacije, u svetu je već bio uspostavljen Kopernikanski sistem prema kojem se sva nebeska tela okreću oko zvezde u određenim orbitama. Veliki naučnik Kepler je na osnovu Braheovog istraživanja otkrio kinematičke zakone koji karakterišu kretanje planeta.

Na osnovu Keplerovih zakona, Isaac Newton je otvorio svoj i saznao, šta:

• Kretanje planeta ukazuje na prisustvo centralne sile.
• Centralna sila uzrokuje kretanje planeta po svojim orbitama.

Parsiranje formule

U formuli Newtonovog zakona postoji pet varijabli:

Koliko su kalkulacije tačne

Budući da se zakon Isaka Newtona odnosi na mehaniku, proračuni ne odražavaju uvijek tačno stvarnu silu s kojom tijela djeluju. Nadalje , ova formula se može koristiti samo u dva slučaja:

• Kada su dva tijela između kojih dolazi do interakcije homogeni objekti.
• Kada je jedno tijelo materijalna tačka, a drugo homogena lopta.

Gravitaciono polje

Prema trećem Newtonovom zakonu, razumijemo da su sile interakcije dvaju tijela iste vrijednosti, ali suprotne po svom smjeru. Smjer sila odvija se striktno duž prave linije koja povezuje centre mase dva tijela koja djeluju. Interakcija privlačenja između tijela nastaje zbog gravitacionog polja.

Opis interakcije i gravitacije

Gravitacija ima interakcijska polja veoma velikog dometa. Drugim riječima, njegov utjecaj se proteže na veoma velike udaljenosti kosmičke skale. Zahvaljujući gravitaciji, ljudi i svi drugi objekti su privučeni Zemljom, a Zemlja i sve planete Sunčevog sistema su privučene Suncem. Gravitacija je stalni uticaj tijela jedno na drugo, to je pojava koja određuje zakon univerzalne gravitacije. Vrlo je važno shvatiti jednu stvar – što je tijelo masivnije, to ima veću gravitaciju. Zemlja ima ogromnu masu, pa nas privlači, a Sunce je nekoliko miliona puta više od Zemlje, pa našu planetu privlači zvijezda.

Albert Ajnštajn, jedan od najvećih fizičara, tvrdio je da je gravitacija između dva tela posledica zakrivljenosti prostor-vremena. Naučnik je bio siguran da se prostor, poput tkiva, može progurati, a što je objekt masivniji, to će više progurati ovo tkivo. Ajnštajn je bio autor teorije relativnosti, koja kaže da je sve u svemiru relativno, čak i takva količina kao što je vreme.

Primjer izračuna

Pokušajmo, koristeći već poznatu formulu zakona univerzalne gravitacije, riješi problem iz fizike:

• Radijus Zemlje je približno jednak 6350 kilometara. Ubrzanje slobodnog pada uzimamo kao 10. Potrebno je pronaći masu Zemlje.

Rješenje: Ubrzanje slobodnog pada na Zemlji će biti jednako G*M / R^2. Iz ove jednadžbe možemo izraziti masu Zemlje: M = g * R ^ 2 / G. Ostaje samo zamijeniti vrijednosti u formulu: M = 10 * 6350000 ^ 2 / 6, 7 * 10 ^-11. Da ne bismo patili sa stepenima, dovodimo jednačinu u oblik:

• M = 10* (6,4*10^6)^2 / 6,7 * 10^-11.

Izračunavši, dobijamo da je masa Zemlje približno jednaka 6 * 10 ^ 24 kilograma.