Закон всемирного тяготения
Фундаментальный закон классической физики, открытый Исааком Ньютоном.
Он описывает силу притяжения между любыми двумя телами во Вселенной.
Сила зависит от массы тел и расстояния между их центрами.
Закон объясняет движение планет, приливы и падение тел на Земле.
Это универсальное взаимодействие, действующее на любых расстояниях.
Исаак Ньютон и яблоко
Согласно легенде, идея закона пришла Ньютону в 1666 году.
Он наблюдал падение яблока с дерева в своём саду.
Это навело его на мысль о единой природе земного и небесного притяжения.
Ньютон предположил, что сила, притягивающая яблоко, действует и на Луну.
Формулировка основного закона
Два любых тела притягиваются друг к другу с силой.
Эта сила прямо пропорциональна произведению масс этих тел.
Она обратно пропорциональна квадрату расстояния между их центрами.
Сила направлена вдоль прямой, соединяющей центры взаимодействующих тел.
Математическая запись формулы
Основная формула закона всемирного тяготения.
Она позволяет рассчитать силу гравитационного притяжения.
Формула справедлива для точечных тел и однородных сфер.
Постоянная гравитационного взаимодействия
Гравитационная постоянная G — фундаментальная физическая константа.
Она определяет интенсивность гравитационного взаимодействия.
Её численное значение было экспериментально измерено Генри Кавендишем.
Постоянная очень мала, поэтому гравитация слабее других сил.
Пример типовой задачи
Рассчитайте силу притяжения между Землёй и Луной.
Масса Земли: 6·10²⁴ кг, масса Луны: 7,3·10²² кг.
Среднее расстояние между центрами: 3,84·10⁸ м.
Постоянная гравитации G = 6,67·10⁻¹¹ Н·м²/кг².
Подставим значения в формулу F = G·(m₁·m₂)/r².
Получим силу примерно 2·10²⁰ Н – это и есть гравитационное взаимодействие.
Вес и сила тяжести
Вес тела – это сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес.
Сила тяжести – сила притяжения тела к Земле (или другому небесному телу).
На поверхности Земли вес примерно равен силе тяжести: P = m·g.
Ускорение свободного падения g зависит от массы и радиуса планеты: g = G·M/R².
На других планетах вес одного и того же тела будет иным из-за разного g.
Гравитация в Солнечной системе
Закон Ньютона объясняет движение всех планет вокруг Солнца.
Сила притяжения к Солнцу удерживает планеты на орбитах.
Ускорение свободного падения разное на каждой планете.
Гравитация определяет наличие атмосферы и форму небесных тел.
Практическое значение закона
Расчёт траекторий космических аппаратов и спутников.
Определение масс небесных тел по их гравитационному влиянию.
Объяснение приливов и отливов в океанах Земли.
Прогнозирование движения комет и астероидов.
Создание систем навигации (GPS, ГЛОНАСС).
Основные выводы и итоги
Вся материя во Вселенной притягивается с силой, прямо пропорциональной массам.
Сила обратно пропорциональна квадрату расстояния между центрами тел.
Закон универсален – действует от яблока до галактик.
Позволяет рассчитывать движение планет и космических аппаратов.
Является фундаментом классической небесной механики.
