Definícia
Pod vplyvom sily príťažlivosti k Zemi padajú všetky telesá s rovnakými zrýchleniami vzhľadom na jej povrch. Toto zrýchlenie sa nazýva zrýchlenie voľného pádu a označuje sa: g. Jeho hodnota v sústave SI sa považuje za g = 9,80665 m / s 2 - ide o takzvanú štandardnú hodnotu.
Vyššie uvedené znamená, že v referenčnom rámci, ktorý je spojený so Zemou, je každé teleso s hmotnosťou m ovplyvnené silou rovnajúcou sa:
čo sa nazýva gravitácia.
Ak je teleso v pokoji na povrchu Zeme, potom je gravitačná sila vyvážená reakciou závesu alebo podpery, ktorá bráni pádu telesa (hmotnosť tela).
Rozdiel medzi gravitačnou silou a silou príťažlivosti k Zemi
Aby sme boli presní, treba poznamenať, že v dôsledku neinerciálnej vzťažnej sústavy, ktorá je spojená so Zemou, sa gravitačná sila líši od sily príťažlivosti k Zemi. Zrýchlenie, ktoré zodpovedá pohybu po obežnej dráhe, je výrazne menšie ako zrýchlenie, ktoré je spojené s dennou rotáciou Zeme. Vzťažná sústava spojená so Zemou rotuje vzhľadom na inerciálne sústavy s uhlovou rýchlosťou = konšt. Preto v prípade uvažovania pohybu telies vzhľadom na Zem treba brať do úvahy odstredivú silu zotrvačnosti (F in), ktorá sa rovná:
kde m je hmotnosť telesa, r je vzdialenosť od zemskej osi. Ak sa teleso nachádza nie vysoko od povrchu Zeme (v porovnaní s polomerom Zeme), potom môžeme predpokladať, že
kde R Z je polomer zeme, je zemepisná šírka oblasti.
V tomto prípade bude zrýchlenie voľného pádu (g) vzhľadom na Zem určené pôsobením síl: sily príťažlivosti k Zemi () a sily zotrvačnosti (). V tomto prípade je gravitačná sila výsledkom týchto síl:
Keďže gravitačná sila oznamuje telesu s hmotnosťou m zrýchlenie rovné , potom platí vzťah (1).
Rozdiel medzi gravitačnou silou a silou príťažlivosti k Zemi je malý. Ako .
Ako každá sila, aj gravitácia je vektorová veličina. Smer sily sa napríklad zhoduje so smerom nite natiahnutej záťažou, ktorý sa nazýva smer olovnice. Sila smeruje do stredu zeme. To znamená, že olovnica smeruje tiež len k pólom a rovníku. V iných zemepisných šírkach sa uhol odchýlky () od smeru k stredu Zeme rovná:
Rozdiel medzi F g -P je maximálny na rovníku, je to 0,3 % veľkosti sily F g . Pretože je zemeguľa sploštená v blízkosti pólov, Fg má určité rozdiely v zemepisnej šírke. Na rovníku je teda o 0,2 % menej ako na póloch. Výsledkom je, že zrýchlenie g sa mení so zemepisnou šírkou od 9,780 m/s 2 (rovník) do 9,832 m/s 2 (póly).
Vzhľadom na inerciálnu referenčnú sústavu (napríklad heliocentrickú referenčnú sústavu) sa teleso vo voľnom páde bude pohybovať so zrýchlením (a) odlišným od g, ktoré sa rovná absolútnej hodnote:
a zhoduje sa v smere so smerom sily.
Gravitačné jednotky
Základná jednotka gravitácie v sústave SI je: [P]=H
V GHS: [P]=din
Príklady riešenia problémov
Príklad
Cvičenie. Určte, koľkokrát je veľkosť gravitácie na Zemi (P 1) väčšia ako gravitácia na Mesiaci (P 2).
rozhodnutie. Modul gravitácie je určený vzorcom:
Ak máme na mysli gravitačnú silu na Zem, tak ako zrýchlenie voľného pádu použijeme hodnotu m/s^2. Na výpočet gravitačnej sily na Mesiaci zistíme pomocou referenčných kníh zrýchlenie voľného pádu na tejto planéte, ktoré sa rovná 1,6 m / s ^ 2.
Aby sme teda odpovedali na položenú otázku, musíme nájsť súvislosť:
Urobme výpočty:
Odpoveď.
Príklad
Cvičenie. Získajte výraz, ktorý spája zemepisnú šírku a uhol, ktorý zviera gravitačný vektor a vektor príťažlivej sily k Zemi.
rozhodnutie. Uhol, ktorý zvierajú smery príťažlivej sily k Zemi a smer gravitácie, môžeme odhadnúť, ak vezmeme do úvahy obr. 1 a použijeme sínusovú vetu. Na obrázku 1 je znázornená: - odstredivá sila zotrvačnosti, ktorá vzniká rotáciou Zeme okolo svojej osi, - sila gravitácie, - sila príťažlivosti telesa k Zemi. Uhol je zemepisná šírka terénu na Zemi.
Je potrebné poznať miesto pôsobenia a smer každej sily. Dôležité je vedieť presne určiť, aké sily na telo pôsobia a akým smerom. Sila je označená ako , meraná v Newtonoch. Na rozlíšenie medzi silami sú označené nasledovne
Nižšie sú uvedené hlavné sily pôsobiace v prírode. Pri riešení problémov je nemožné vynájsť neexistujúce sily!
V prírode je veľa síl. Tu zvažujeme sily, ktoré sa berú do úvahy v školskom kurze fyziky pri štúdiu dynamiky. Spomínajú sa aj ďalšie sily, o ktorých bude reč v ďalších častiach.
Gravitácia
Každé teleso na planéte je ovplyvnené zemskou gravitáciou. Sila, ktorou Zem priťahuje každé teleso, je určená vzorcom
Miesto aplikácie je v ťažisku tela. Gravitácia vždy smeruje kolmo nadol.
Trecia sila
Zoznámime sa so silou trenia. Táto sila vzniká pri pohybe telies a pri kontakte dvoch povrchov. Sila vzniká v dôsledku toho, že povrchy pri pohľade pod mikroskopom nie sú hladké, ako sa zdajú. Trecia sila je určená vzorcom:
V mieste dotyku dvoch povrchov pôsobí sila. Nasmerované v smere opačnom k pohybu.
Podporujte reakčnú silu
Predstavte si veľmi ťažký predmet ležiaci na stole. Stôl sa pod váhou predmetu prehne. Ale podľa tretieho Newtonovho zákona pôsobí stôl na predmet presne rovnakou silou ako predmet na stole. Sila smeruje opačne ako sila, ktorou predmet tlačí na stôl. To je všetko. Táto sila sa nazýva podporná reakcia. Názov sily „hovorí“ reagovať podporu. Táto sila vzniká vždy, keď dôjde k nárazu na podperu. Povaha jeho výskytu na molekulárnej úrovni. Objekt akoby zdeformoval zvyčajnú polohu a spojenia molekúl (vnútri stola), tie majú zase tendenciu vrátiť sa do pôvodného stavu, „odolať“.
Absolútne akékoľvek telo, dokonca aj veľmi ľahké (napríklad ceruzka ležiaca na stole), deformuje podperu na mikroúrovni. Preto nastáva podporná reakcia.
Neexistuje žiadny špeciálny vzorec na nájdenie tejto sily. Označujú ju písmenom, ale táto sila je len samostatný typ elastickej sily, takže ju možno označiť aj ako
Sila pôsobí v mieste dotyku predmetu s podperou. Nasmerované kolmo na podperu.
Pretože telo je znázornené ako hmotný bod, sila môže byť znázornená zo stredu
Elastická sila
Táto sila vzniká v dôsledku deformácie (zmeny počiatočného stavu hmoty). Napríklad, keď natiahneme pružinu, zväčšíme vzdialenosť medzi molekulami materiálu pružiny. Keď pružinu stlačíme, znížime ju. Keď krútime alebo posúvame. Vo všetkých týchto príkladoch vzniká sila, ktorá zabraňuje deformácii – elastická sila.
Hookov zákon
Elastická sila smeruje opačne k deformácii.
Pretože telo je znázornené ako hmotný bod, sila môže byť znázornená zo stredu
Pri sériovom zapojení, napríklad pružín, sa tuhosť vypočíta podľa vzorca
Pri paralelnom zapojení tuhosť
Ukážková tuhosť. Youngov modul.
Youngov modul charakterizuje elastické vlastnosti látky. Toto je konštantná hodnota, ktorá závisí len od materiálu, jeho fyzikálneho stavu. Charakterizuje schopnosť materiálu odolávať deformácii v ťahu alebo tlaku. Hodnota Youngovho modulu je tabuľková.
Zistite viac o vlastnostiach pevných látok.
Telesná hmotnosť
Telesná hmotnosť je sila, ktorou predmet pôsobí na podperu. Hovoríte, že je to gravitácia! Zmätok nastáva v nasledujúcom: skutočne často sa hmotnosť tela rovná sile gravitácie, ale tieto sily sú úplne odlišné. Gravitácia je sila, ktorá je výsledkom interakcie so Zemou. Hmotnosť je výsledkom interakcie s podporou. Gravitačná sila pôsobí v ťažisku predmetu, pričom váha je sila, ktorá pôsobí na podperu (nie na predmet)!
Neexistuje žiadny vzorec na určenie hmotnosti. Táto sila je označená písmenom .
Podperná reakčná sila alebo elastická sila vzniká v reakcii na náraz predmetu na záves alebo podperu, preto je telesná hmotnosť vždy číselne rovnaká ako elastická sila, ale má opačný smer.
Reakčná sila podpery a závažia sú sily rovnakej povahy, podľa 3. Newtonovho zákona sú rovnaké a opačne smerované. Hmotnosť je sila, ktorá pôsobí na podperu, nie na telo. Na teleso pôsobí gravitačná sila.
Telesná hmotnosť sa nemusí rovnať gravitácii. Môže byť buď viac alebo menej, alebo môže byť taká, že hmotnosť je nulová. Tento stav sa nazýva stav beztiaže. Stav beztiaže je stav, keď objekt neinteraguje s podperou, napríklad stav letu: existuje gravitácia, ale hmotnosť je nulová!
Smer zrýchlenia je možné určiť, ak určíte, kam smeruje výsledná sila
Všimnite si, že hmotnosť je sila, meraná v Newtonoch. Ako správne odpovedať na otázku: „Koľko vážite“? Odpovedáme 50 kg, pričom nepomenujeme hmotnosť, ale našu hmotnosť! V tomto príklade sa naša hmotnosť rovná gravitácii, ktorá je približne 500N!
Preťaženie- pomer hmotnosti a gravitácie
Sila Archimedes
Sila vzniká v dôsledku interakcie telesa s kvapalinou (plynom), keď je ponorené do kvapaliny (alebo plynu). Táto sila vytláča telo z vody (plynu). Preto smeruje kolmo nahor (tlačí). Určené podľa vzorca:
Vo vzduchu zanedbávame silu Archimeda.
Ak sa Archimedova sila rovná sile gravitácie, teleso sa vznáša. Ak je Archimedova sila väčšia, potom stúpa na povrch kvapaliny, ak je menšia, klesá.
elektrické sily
Existujú sily elektrického pôvodu. Vyskytujú sa v prítomnosti elektrického náboja. Tieto sily, ako je Coulombova sila, Ampérova sila, Lorentzova sila, sú podrobne diskutované v časti Elektrina.
Schematické označenie síl pôsobiacich na teleso
Často je telo modelované hmotným bodom. Preto sú v diagramoch rôzne body aplikácie prenesené do jedného bodu - do stredu a telo je schematicky znázornené ako kruh alebo obdĺžnik.
Na správne označenie síl je potrebné uviesť všetky telesá, s ktorými skúmané teleso interaguje. Zistite, čo sa stane v dôsledku interakcie s každým: trenie, deformácia, príťažlivosť alebo možno odpudzovanie. Určte druh sily, správne uveďte smer. Pozor! Počet síl sa bude zhodovať s počtom telies, s ktorými prebieha interakcia.
Hlavná vec na zapamätanie
1) Sily a ich povaha;
2) Smer síl;
3) Byť schopný identifikovať pôsobiace sily
Rozlišujte vonkajšie (suché) a vnútorné (viskózne) trenie. Vonkajšie trenie vzniká medzi pevnými povrchmi, ktoré sú v kontakte, vnútorné trenie vzniká medzi vrstvami kvapaliny alebo plynu pri ich relatívnom pohybe. Existujú tri typy vonkajšieho trenia: statické trenie, klzné trenie a valivé trenie.
Valivé trenie je určené vzorcom
Odporová sila vzniká, keď sa teleso pohybuje v kvapaline alebo plyne. Veľkosť odporovej sily závisí od veľkosti a tvaru telesa, rýchlosti jeho pohybu a vlastností kvapaliny alebo plynu. Pri nízkych rýchlostiach je odporová sila úmerná rýchlosti telesa
Pri vysokých rýchlostiach je úmerná druhej mocnine rýchlosti
Zvážte vzájomnú príťažlivosť objektu a Zeme. Medzi nimi podľa zákona gravitácie vzniká sila 
Teraz porovnajme gravitačný zákon a gravitáciu 
Hodnota zrýchlenia voľného pádu závisí od hmotnosti Zeme a jej polomeru! Je teda možné vypočítať, s akým zrýchlením budú padať objekty na Mesiaci alebo na akejkoľvek inej planéte, pomocou hmotnosti a polomeru tejto planéty.
Vzdialenosť od stredu Zeme k pólom je menšia ako k rovníku. Preto je zrýchlenie voľného pádu na rovníku o niečo menšie ako na póloch. Zároveň si treba uvedomiť, že hlavným dôvodom závislosti zrýchlenia voľného pádu od zemepisnej šírky oblasti je skutočnosť, že Zem sa otáča okolo svojej osi.
Pri vzďaľovaní sa od povrchu Zeme sa gravitačná sila a zrýchlenie voľného pádu menia nepriamo úmerne so štvorcom vzdialenosti k stredu Zeme.
Definícia 1
Sila gravitácie sa považuje za pôsobenie na ťažisko tela, ktoré sa určuje zavesením tela na závit v jeho rôznych bodoch. V tomto prípade sa priesečník všetkých smerov, ktoré sú označené závitom, bude považovať za ťažisko tela.
Pojem gravitácie
Gravitačná sila vo fyzike je sila pôsobiaca na akékoľvek fyzické telo, ktoré sa nachádza v blízkosti zemského povrchu alebo iného astronomického telesa. Gravitačná sila na povrchu planéty bude podľa definície súčtom gravitačnej sily planéty, ako aj odstredivej sily zotrvačnosti, vyvolanej každodennou rotáciou planéty.
Iné sily (napríklad príťažlivosť Slnka a Mesiaca) sa vzhľadom na ich malosť neberú do úvahy alebo sa študujú oddelene vo formáte časových zmien v gravitačnom poli Zeme. Gravitácia udeľuje rovnaké zrýchlenie všetkým telesám bez ohľadu na ich hmotnosť, pričom predstavuje konzervatívnu silu. Vypočítava sa na základe vzorca:
$\vec(P) = m\vec(g)$,
kde $\vec(g)$ je zrýchlenie udelené telesu gravitáciou, označované ako gravitačné zrýchlenie.
Okrem gravitácie sú telesá pohybujúce sa vzhľadom k povrchu Zeme priamo ovplyvnené aj Coriolisovou silou, čo je sila používaná pri štúdiu pohybu hmotného bodu vzhľadom na rotujúcu vzťažnú sústavu. Pripojenie Coriolisovej sily k fyzikálnym silám pôsobiacim na hmotný bod nám umožní vziať do úvahy vplyv rotácie vzťažnej sústavy na takýto pohyb.
Dôležité vzorce pre výpočet
Podľa zákona univerzálnej gravitácie bude sila gravitačnej príťažlivosti, ktorá pôsobí na hmotný bod s jeho hmotnosťou $m$ na povrchu astronomického sféricky symetrického telesa s hmotnosťou $M$, určená vzťahom:
$F=(G)\frac(Mm)(R^2)$, kde:
- $G$ je gravitačná konštanta,
- $R$ - polomer tela.
Tento vzťah sa ukazuje ako platný, ak predpokladáme sféricky symetrické rozloženie hmoty po objeme telesa. Potom je sila gravitačnej príťažlivosti nasmerovaná priamo do stredu tela.
Modul odstredivej sily zotrvačnosti $Q$ pôsobiacej na časticu materiálu je vyjadrený vzorcom:
$Q = maw^2$ kde:
- $a$ je vzdialenosť medzi časticou a osou rotácie uvažovaného astronomického telesa,
- $w$ je uhlová rýchlosť jeho rotácie. V tomto prípade sa odstredivá sila zotrvačnosti stáva kolmou na os otáčania a smeruje od nej.
Vo vektorovom formáte je výraz pre odstredivú silu zotrvačnosti napísaný takto:
$\vec(Q) = (mw^2\vec(R_0))$, kde:
$\vec (R_0)$ je vektor kolmý na os rotácie, ktorý sa z nej ťahá do určeného hmotného bodu nachádzajúceho sa v blízkosti zemského povrchu.
V tomto prípade bude gravitačná sila $\vec (P)$ ekvivalentná súčtu $\vec (F)$ a $\vec (Q)$:
$\vec(P) = \vec(F) = \vec(Q)$
zákon príťažlivosti
Bez prítomnosti gravitácie by vznik mnohých vecí, ktoré sa nám teraz zdajú prirodzené, bol nemožný: z hôr by teda nepadali žiadne lavíny, žiadne rieky, žiadne dažde. Atmosféra Zeme môže byť udržiavaná iba gravitačnou silou. Planéty s menšou hmotnosťou, ako je Mesiac alebo Merkúr, pomerne rýchlym tempom stratili celú atmosféru a stali sa bezbrannými voči agresívnemu kozmickému žiareniu.
Atmosféra Zeme hrala rozhodujúcu úlohu v procese formovania života na Zemi, jej. Okrem gravitácie pôsobí na Zem aj gravitačná sila Mesiaca. Vďaka svojej tesnej blízkosti (v kozmickom meradle) je na Zemi možná existencia prílivov a odlivov a mnohé biologické rytmy sa zhodujú s lunárnym kalendárom. Na gravitáciu sa preto treba pozerať z hľadiska užitočného a dôležitého zákona prírody.
Poznámka 2
Zákon príťažlivosti sa považuje za univerzálny a možno ho aplikovať na akékoľvek dve telesá s určitou hmotnosťou.
V situácii, keď sa hmotnosť jedného interagujúceho telesa ukáže byť oveľa väčšia ako hmotnosť druhého, hovorí sa o špeciálnom prípade gravitačnej sily, pre ktorú existuje špeciálny výraz, ako napríklad „gravitácia“. Je použiteľný pri úlohách zameraných na určenie sily príťažlivosti na Zem alebo iné nebeské telesá. Keď dosadíme hodnotu gravitácie do vzorca druhého Newtonovho zákona, dostaneme:
$a$ je tu zrýchlenie gravitácie, ktoré núti telesá, aby smerovali k sebe. Pri problémoch s použitím zrýchlenia voľného pádu sa toto zrýchlenie označuje písmenom $g$. Newtonovi sa pomocou vlastného integrálneho počtu podarilo matematicky dokázať konštantnú koncentráciu gravitácie v strede väčšieho telesa.
Absolútne všetky telesá vo Vesmíre sú ovplyvnené magickou silou, ktorá ich nejakým spôsobom priťahuje k Zemi (presnejšie k jej jadru). Nie je kam ujsť, niet sa kam skryť pred všeobjímajúcou magickou gravitáciou: planéty našej slnečnej sústavy sa priťahujú nielen k obrovskému Slnku, ale aj k sebe navzájom, navzájom sa priťahujú aj všetky objekty, molekuly a najmenšie atómy. . známy aj malým deťom, ktorý zasvätil svoj život štúdiu tohto javu, vytvoril jeden z najväčších zákonov - zákon univerzálnej gravitácie.
čo je gravitácia?
Definícia a vzorec sú už dlho známe mnohým. Pripomeňme, že gravitačná sila je určitá veličina, jeden z prirodzených prejavov univerzálnej gravitácie, a to sila, ktorou je akékoľvek teleso vždy priťahované k Zemi.
Gravitačná sila sa označuje latinským písmenom F heavy.
Gravitácia: vzorec
Ako vypočítať smerovanie na určité telo? Aké ďalšie množstvá potrebujete vedieť, aby ste to dosiahli? Vzorec na výpočet gravitácie je pomerne jednoduchý, študuje sa v 7. ročníku všeobecnej školy na začiatku kurzu fyziky. Aby sme sa to nielen naučili, ale aj pochopili, treba vychádzať zo skutočnosti, že gravitačná sila, ktorá vždy pôsobí na teleso, je priamo úmerná jeho kvantitatívnej hodnote (hmotnosti).
Jednotka gravitácie je pomenovaná po veľkom vedcovi Newtonovi.
Smeruje vždy striktne dole do stredu zemského jadra, jeho vplyvom padajú všetky telesá s rovnomerným zrýchlením. Všade a neustále pozorujeme javy gravitácie v každodennom živote:
- predmety, náhodne alebo špeciálne uvoľnené z rúk, nevyhnutne spadnú na Zem (alebo na akýkoľvek povrch, ktorý bráni voľnému pádu);
- družica vypustená do vesmíru neodletí od našej planéty na neurčitú vzdialenosť kolmo nahor, ale zostáva na obežnej dráhe;
- všetky rieky tečú z hôr a nemožno ich obrátiť;
- stane sa, že človek spadne a zraní sa;
- najmenšie prachové častice sedia na všetkých povrchoch;
- vzduch je sústredený na povrchu zeme;
- ťažko prenosné tašky;
- dážď padá z oblakov a oblakov, padá sneh, krúpy.
Spolu s pojmom „gravitácia“ sa používa aj pojem „telesná hmotnosť“. Ak je teleso umiestnené na rovnej vodorovnej ploche, potom sú jeho hmotnosť a gravitácia číselne rovnaké, preto sa tieto dva pojmy často nahrádzajú, čo nie je vôbec správne.
Zrýchlenie gravitácie
Pojem „zrýchlenie voľného pádu“ (inými slovami, je spojený s pojmom „gravitácia.“ Vzorec ukazuje: na výpočet gravitačnej sily je potrebné vynásobiť hmotnosť g (zrýchlenie St. p .).
"g" = 9,8 N/kg, toto je konštantná hodnota. Presnejšie merania však ukazujú, že vplyvom rotácie Zeme sa hodnota zrýchlenia St. p nie je rovnaké a závisí od zemepisnej šírky: na severnom póle je to = 9,832 N / kg a na dusnom rovníku = 9,78 N / kg. Ukazuje sa, že na rôznych miestach planéty sú na telesá s rovnakou hmotnosťou nasmerované rôzne gravitačné sily (vzorec mg zostáva stále nezmenený). Pre praktické výpočty sa rozhodlo počítať s malými chybami v tejto hodnote a použiť priemernú hodnotu 9,8 N/kg.
Úmernosť takého množstva, ako je gravitácia (vzorec to dokazuje), vám umožňuje merať hmotnosť objektu pomocou dynamometra (podobne ako v bežnom obchode v domácnosti). Upozorňujeme, že prístroj zobrazuje iba silu, pretože na určenie presnej telesnej hmotnosti musí byť známa lokálna hodnota „g“.
Pôsobí gravitácia v akejkoľvek (blízkej aj vzdialenej) vzdialenosti od stredu zeme? Newton predpokladal, že pôsobí na teleso aj v značnej vzdialenosti od Zeme, no jeho hodnota klesá nepriamo úmerne so štvorcom vzdialenosti od objektu k zemskému jadru.
Gravitácia v slnečnej sústave
Existuje definícia a vzorec týkajúci sa iných planét, aby si zachovali svoj význam. Len s jedným rozdielom vo význame „g“:
- na Mesiaci = 1,62 N/kg (šesťkrát menej ako na Zemi);
- na Neptúne = 13,5 N/kg (takmer jeden a pol krát viac ako na Zemi);
- na Marse = 3,73 N/kg (viac ako dvaapolkrát menej ako na našej planéte);
- na Saturne = 10,44 N/kg;
- na ortuti = 3,7 N/kg;
- na Venuši = 8,8 N/kg;
- na Urane = 9,8 N/kg (prakticky to iste ako u nas);
- na Jupiteri = 24 N/kg (takmer dvaapolkrát viac).
Gravitácia- toto je sila pôsobiaca na teleso zo strany Zeme a informujúca teleso o zrýchlení voľného pádu:
\(~\vec F_T = m \vec g.\)
Každé teleso umiestnené na Zemi (alebo v jej blízkosti) sa spolu so Zemou otáča okolo svojej osi, t.j. teleso sa pohybuje po kruhu s polomerom r s konštantnou modulo rýchlosťou (obr. 1).
Na teleso na povrchu Zeme pôsobí gravitačná sila \(~\vec F\) a sila od zemského povrchu \(~\vec N_p\).
Ich výsledok
\(~\vec F_1 = \vec F + \vec N_p \qquad (1)\)
dodáva telu dostredivé zrýchlenie
\(~a_c = \frac(\upsilon^2)(r).\)
Rozložme gravitačnú silu \(~\vec F\) na dve zložky, z ktorých jedna bude \(~\vec F_1\), t.j.
\(~\vec F = \vec F_1 + \vec F_T. \qquad (2)\)
Z rovníc (1) a (2) to vidíme
\(~\vec F_T = - \vec N_p.\)
Gravitačná sila \(~\vec F_T\) je teda jednou zo zložiek gravitačnej sily \(~\vec F\). Druhá zložka \(~\vec F_1\) hovorí telu o dostredivom zrýchlení.
V bode Μ v zemepisnej šírke φ gravitácia nie je nasmerovaná pozdĺž polomeru Zeme, ale pod určitým uhlom α jemu. Gravitačná sila je nasmerovaná pozdĺž takzvanej strmej línie (vertikálne nadol).
Gravitačná sila sa veľkosťou a smerom rovná gravitačnej sile iba na póloch. Na rovníku sa zhodujú v smere a absolútny rozdiel je najväčší.
\(~F_T = F - F_1 = F - m \omega^2 R,\)
kde ω je uhlová rýchlosť rotácie Zeme, R je polomer zeme.
\(~\omega = \frac(2 \pi)(T) = \frac(2 \cdot 2,34)(24 \cdot 3600)\) rad/s = 0,727 10-4 rad/s.
Ako ω veľmi malé teda F T≈ F. V dôsledku toho sa gravitačná sila len málo líši modulom od gravitačnej sily, takže tento rozdiel možno často zanedbať.
Potom F T≈ F, \(~mg = \frac(GMm)((h + R)^2) \šípka doprava = \frac(GM)((h + R)^2)\) .
Tento vzorec ukazuje, že zrýchlenie voľného pádu g nezávisí od hmotnosti padajúceho telesa, ale závisí od výšky.
Literatúra
Aksenovič L. A. Fyzika na strednej škole: teória. Úlohy. Testy: Proc. príspevok pre inštitúcie poskytujúce všeobecn. prostredia, výchova / L. A. Aksenovič, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsia i vykhavanne, 2004. - C. 39-40.
