Явление тяготения. Сила тяжести

Мы рассмотрели множество примеров с различными телами, когда они взаимодействуют друг с другом. Мы рассматривали и совсем маленькие предметы, и физические тела больших размеров.

Но одно очень большое физическое тело, с которым каждый из нас взаимодействует каждый день, мы оставили для рассмотрения на этом уроке. Имя этому телу — наша планета Земля.

Закон всемирного тяготения

Начнем с самого простого. Если нет ветра, капли дождя падают вертикально вниз на землю. Когда мы отпустим камень из руки, то он тоже упадет на землю.

Если пнуть мяч, то он не полетит в прямом направлении вечно. Его траекторией будет кривая линия (рисунок 1). В конце движения он все равно окажется на земле.

Искусственные спутники запускают вверх, но они не улетают по прямой в неизведанные космические пространства. Они движутся вокруг Земли.

Все эти тела участвуют в некотором взаимодействии, на них действует сила — сила притяжения к Земле. 

К Земле притягивается все, что на ней находится: люди, океаны, наша атмосфера, дома, животные.

Кроме этого, можно сказать, что она притягивает все тела — например, Луну, Солнце, другие небесные объекты. Но взаимодействие не бывает односторонним, значит, и Земля притягивается ко всем этим телам.

Рассмотрим Луну и Землю. Взаимодействие этих небесных тел (их взаимное притяжение) вызывает приливы и отливы вод на Земле (рисунок 2). Дважды в сутки огромные массы воды поднимаются и опускаются по всей планете.

Вся наша Солнечная система взаимодействует подобным образом. Планеты притягиваются к Солнцу и друг к другу (рисунок 3).

Итак,

Всемирное тяготение — это притяжение всех тел Вселенной друг к другу.

Открытие закона всемирного тяготения

Закон всемирного тяготения был открыт Ньютоном, когда ему было 23 года (в 1666 году), но опубликован позже — в 1687 году. Согласно этому закону,

Силы притяжения между телами тем больше, чем больше массы этих тел. Силы притяжения между телами уменьшаются, если увеличивается расстояние между ними.

Сила тяжести

Для всех нас, живущих на планете Земля, наиболее важное значение имеет сила притяжения всех тел к Земле, а не наоборот. Так мы подошли к определению силы тяжести.

 Какую силу называют силой тяжести? Как ее обозначают? Как направлена сила тяжести?

Сила тяжести — это сила, с которой Земля притягивает к себе тело.

Сила тяжести:

• имеет численное значение, ее модуль обозначается как $F_{тяж}$;
• это векторная физическая величина, т.е. имеет направление и обозначается как $\vec{F}_{тяж}$;
• сила тяжести приложена к центру тела и всегда направлена вертикально вниз (рисунок 4).

От чего зависит сила тяжести?

Почему сила тяжести на полюсах Земли несколько больше, чем на экваторе и других широтах?
Земля имеет не идеальную форму шара, а немного сплюснута у полюсов (рисунок 5).

Из-за этого сила тяжести на полюсах немного больше, чем на других участках планеты. По той же причине сила тяжести у подножья горы будет больше, чем на ее вершине.

Также имеется связь с массой тела. Как зависит сила тяжести от массы?

Сила тяжести прямо пропорциональна массе рассматриваемого тела.

То есть если мы возьмем два тела с разными массами, то:

• Про тело с большей массой мы говорим, что оно тяжелее, так как оно сильнее притягивается к Земле.
• Взяв тело с меньшей массой, мы говорим, что оно легче, так как оно слабее притягивается к Земле.
• Во сколько раз отличаются друг от друга массы двух тел, во столько же раз будут отличаться силы тяжести, действующие на них.
• Если массы тел одинаковы, то силы тяжести, действующие на них, тоже одинаковы.

Получите полный доступ ко всем материалам и занимайтесь в удобном темпе — без ограничений.

• Более 700 000 учеников и 50 000 учителей по всей России.
• Повышение среднего балла по предмету до 20 % после месяца занятий.
• Всплеск интереса к учебе и более глубокое понимание предметов.

Создайте бесплатный аккаунт — и откройте больше возможностей:

• Отслеживайте прогресс освоения тем
• Получайте персональные подборки полезных уроков и заданий
• Проводите работу над ошибками после занятий

Источник: https://obrazavr.ru/fizika/7-klass/vzaimodejstvie-tel/sila/sila-vsemirnogo-tyagoteniya/