Силы в механике: сила тяжести.

Любое тело вблизи поверхности Земли притягивается к Земле с некоторой силой. Силу, с которой тело притягивается к Земле, называют силой тяжести. Первопричина этой силы, объясняется законом всемерного тяготения, согласно, которому любые два тела притягиваются друг к другу с силой пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. То есть, , где γ – гравитационная постоянная; m – масса, исследуемого тела; М – масса Земли; R – расстояние между телом и центром Земли. Как видно из формулы, сила обратно зависит от квадрата расстояния между телом и центром Земли. Поскольку Земля имеет форму эллипсоида вращения, то сила притяжения на полюсе больше чем экваторе.

Вблизи поверхности Земли, значение величины давно было найдено, и обозначено за g –ускорение свободного падения. Ускорение свободного падения g приблизительно равняется 9,8м/c2.

Сила тяжести действует на все тела, которые находятся вблизи Земли. Однако, не все тела при этом находятся в состоянии свободного падения. Это происходит потому, что для тел находящейся на какой-то поверхности (опоре) возникают деформационные силы, уравновешивающие действия силы притяжения. Напомним, механизм возникновения подобных сил.

Для этого рассмотрим пример. Брусок лежит на поверхности. На брусок действует силы mg и N. Какова природа силы N? На самом деле, сила N по своей природе является силой взаимодействия. Брусок m с некоторой силой тяжести G, давит на поверхность. Поверхность отвечает силой равной по модулю и противоположной по направлению. Так и появляется сила упругости (реакции опоры) поверхности. Таким образом, мы можем увидеть действие третьего закона Ньютона прямо сейчас. Любое тело, которое мы видим перед собой, лежащим на любой поверхности, находится на этой поверхности неподвижно потому, что его положение стабилизирует действие взаимодействующей силы упругости поверхности.

Сила тяжести – одна из основных сил, рассматриваемых в механике. Каждый объект, находящийся вблизи Земли, постоянно подвергается воздействию силы тяжести. Решая любую задачу из раздела механики, проверяя силы, которые вы учитываете в исследовании, всегда лишний раз проверьте, не забыли ли вы учесть влияние силы тяжести.