Закон всемирного тяготения, поле тяготения

Фундаментальным законом механики является закон всемирного тяготения, открытый Ньютоном.

Закон гласит:

Две любые материальные точки, притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих точек и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Эта сила направлена по прямой, соединяющей точки.

G – гравитационная постоянная, ее величина установлена опытным путем и составляет ;

– массы взаимодействующих тел;

r – расстояние между ними;

Для всех тел, находящихся вблизи поверхности Земли этот закон может быть записан в виде:

М_З и R_З – масса и радиус Земли соответственно.

Если подставить численное значение всех констант и произвести подсчет, то обнаружится, что

Это позволяет сделать важный вывод, который состоит в том, что второй закон Ньютона при определении силы тяжести и закон всемирного тяготения дают одинаковые результаты.

Таким образом, величина g определятся только параметрами Земли. Она численно равна силе, с которой Земля притягивает к себе тело единичной массы, находящееся вблизи земной поверхности.

Рассматривая природу силы тяжести можно придти к следующему выводу:

1. свойства тел не локализованы там, где находится их центр масс, а распределены в пространстве, окружающем тела и образуют силовое поле;

2. силовые поля обладают всеми свойствами материи и являются формой существования материи;

3. g – величина, которую принято называть ускорение свободного падения, – это силовая характеристика гравитационного поля Земли, которую в теории поля называют напряженностью гравитационного поля.

Поскольку распределение масс внутри Земли неравномерно, а ее истинная форма не является сферической и ее рельеф неоднороден, величина g в различных точках Земли различна, хотя при решении задач, не требующих высокой точности расчетов, этим различием обычно пренебрегают.