Роль силы тяготения в природе кратко

Обновлено: 05.07.2024

В природе существуют различные силы, которые характеризуют взаимодействие тел. Рассмотрим те силы, которые встречаются в механике.

Гравитационные силы. Вероятно, самой первой силой, существование которой осознал человек, являлась сила притяжения, действующая на тела со стороны Земли.

И потребовались многие века для того, чтобы люди поняли, что сила тяготения действует между любыми телами. И потребовались многие века для того, чтобы люди поняли, что сила тяготения действует между любыми телами. Первым этот факт понял английский физик Ньютон. Анализируя законы, которым подчиняется движение планет (законы Кеплера), он пришёл к выводу, что наблюдаемые законы движения планет могут выполняться только в том случае, если между ними действует сила притяжения, прямо пропорциональная их массам и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними.

Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения. Любые два тела притягиваются друг к другу. Сила притяжения между точечными телами направлена по прямой, их соединяющей, прямо пропорциональна массам обоих и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

Под точечными телами в данном случае понимают тела, размеры которых во много раз меньше расстояния между ними.

Силы всемирного тяготения называют гравитационными силами. Коэффициент пропорциональности G называют гравитационной постоянной. Его значение было определено экспериментально: G = 6,7 • 10¯¹¹ Н•м² / кг².

Сила тяготения действующая вблизи поверхности Земли, направлена к её центру и вычисляется по формуле:

где g – ускорение свободного падения (g = 9,8 м/с²).

Роль силы тяготения в живой природе очень значительна, так как от её величины во многом зависят размеры, формы и пропорции живых существ.

Вес тела. Рассмотрим, что происходит, когда некоторый груз кладут на горизонтальную плоскость (опору). В первый момент после того, как груз опустили, он начинает двигаться вниз под действием силы тяжести (рис. 8).

Плоскость прогибается и возникает сила упругости (реакция опоры), направленная вверх. После того как сила упругости (Fу) уравновесит силу тяжести, опускание тела и прогиб опоры прекратятся.

Прогиб опоры возник под действием тела, следовательно, со стороны тела на опору действует некоторая сила (Р), которую называют весом тела (рис. 8, б). По третьему закону Ньютона вес тела равен по величине силе реакции опоры и направлен в противоположную сторону.

Весом тела называют силу Р, с которой тело действует на неподвижную относительно него горизонтальную опору.

Поскольку сила тяжести (вес) приложены к опоре, она деформируется и за счёт упругости оказывает противодействие силе тяжести. Силы, развиваемые при этом со стороны опоры называются силами реакции опоры, а само явление развития противодействия - реакцией опоры. По третьему закону Ньютона сила реакции опоры равна по величине силе тяжести тела и противоположна ему по направлению.

Если человек на опоре движется с ускорением звеньев его тела, направленных от опоры, то сила реакции опоры возрастает на величину ma, где m – масса человека, а – ускорения с которыми движутся звенья его тела. Эти динамические воздействия можно фиксировать с помощью тензометрических устройств (динамограммы).

Вес не следует путать с массой тела. Масса тела характеризует его инертные свойства и не зависит ни от силы тяготения, ни от ускорения, с которым оно движется.

Вес тела характеризует силу, с которой оно действует на опору и зависит как от силы тяготения, так и от ускорения движения.

Например, на Луне вес тела примерно в 6 раз меньше, чем вес тела на Земле, Масса же в обоих случаях одинакова и определяется количеством вещества в теле.

В быту, технике, спорте вес часто указывают не в ньютонах (Н), а в килограммах силы (кгс). Переход от одной единицы к другой осуществляется по формуле: 1 кгс = 9,8 Н.

Когда опора и тело неподвижны, то масса тела равна силе тяжести этого тела. Когда же опора и тело движутся с некоторым ускорением, то в зависимости от его направления тело может испытывать или невесомость или перегрузку. Когда ускорение совпадает по направлению и равно ускорению свободного падения, вес тела будет равен нулю, поэтому возникает состояние невесомости (МКС, скоростной лифт при опускании вниз). Когда же ускорение движения опоры противоположно ускорению свободного падения, человек испытывает перегрузку (старт с поверхности Земли пилотируемого космического корабля, Скоростной лифт, поднимающийся вверх).

Посмотрев этот видеоурок, учащиеся узнают, много ли сил существует в природе. Познакомятся с типами существующих в природе взаимодействий. Вспомнят, какая сила действует между всеми телами во Вселенной, что такое сила тяжести, как она определяется и от чего зависит.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Силы в природе. Силы всемирного тяготения"

Мы с вами говорили о том, что силы, с которыми взаимодействующие тела действуют друг на друга, одной природы, направлены вдоль одной прямой, равны по модулю и противоположны по направлению.

На первый взгляд кажется, что во Вселенной бесчисленное множество различных объектов, которые по-разному взаимодействуют между собой. Например, камень, если его ничего не поддерживает, падает на поверхность Земли. Электропоезд тянет за собой вагоны. Магнит притягивает к себе металлические тела. А проводник, по которому течёт ток, поворачивает магнитную стрелку. Взаимодействуют между собой Земля и её единственный естественный спутник Луна. Вместе они взаимодействуют с Солнцем и другими телами нашей Солнечной системы. А вот две взаимодействующие галактики, которые напоминают забавную сцену с нелетающей антарктической птицей, которая склонилась над яйцом. И таких примеров можно привести сколько угодно. Так что, в природе существует бесконечное множество сил?

Конечно, нет. В необъятных и безграничных просторах мы встречаемся (вы не поверите) с проявлением всего четырёх типов сил: гравитационных, электромагнитных, сильных, или ядерных, и слабых.

Гравитационные силы, или силы всемирного тяготения, действуют между всеми телами, имеющими массу, и все тела притягиваются друг к другу.

В небольших масштабах мы, как правило, пренебрегаем этими силами, поскольку они очень малы́. Но если речь идёт о взаимодействующих телах, одно из которых так же велико, как и наша планета (или её спутница — Луна), то действием гравитационных сил пренебрегать нельзя.

Второй тип взаимодействия вам тоже хорошо знаком — это электромагнитные силы. Они действуют между всеми частицами, имеющими электрические заряды.

Сфера действия электромагнитных сил очень обширна. Они действуют в атомах и молекулах, во всех агрегатных состояниях вещества и в любых живых организмах. Даже силы трения и упругости, которые, казалось бы, являются чисто механическими, имеют электромагнитную природу.

К третьему типу сил относятся ядерные силы — это сильное взаимодействие. Они определяют свойства атомных ядер и действуют между их частицами. Но действие ядерных сил проявляется лишь на очень крохотном расстоянии (около 10 –15 метра).

Увеличьте это расстояние всего на два порядка, и сильное взаимодействие исчезнет. Несмотря на это, ядерные силы очень важны, так как знание о них позволило человечеству покорить энергию атома и использовать её в качестве источника энергии.

Разумеется, есть и не самая полезная сторона этих знаний: например, изобретение ядерного оружия.

Слабое взаимодействие — это взаимодействие, которое вызывает взаимные превращения элементарных частиц. Оно определяет радиоактивный распад тяжёлых ядер и реакции термоядерного синтеза. Слабые взаимодействия проявляются на ещё меньших расстояниях, чем ядерные силы, — порядка 10 –17 метра.

Гравитационное взаимодействие является самым слабым взаимодействием из всех. Но на сегодняшний день оно представляет наибольший интерес. Так, например, лишь в 2012 году в ходе экспериментов на Большом адронном коллайдере была найдена элементарная частица, отвечающая за массу тел, — бозон Хиггса.

Существует также гипотетическая безмассовая элементарная частица, которая называется гравитоном. Согласно одной из гипотез, предложенной в начале тридцатых годов двадцатого века Дмитрием Ивановичем Блохинцевым, она является переносчиком гравитационного взаимодействия. Шаг к обнаружению этой частицы был сделан только в начале 2016 года, когда учёные объявили о первом прямом детектировании гравитационных волн, образованных слиянием двух чёрных дыр.

В механике мы с вами будем рассматривать только гравитационные и электромагнитные взаимодействия и, в частности, всего три вида сил: силы упругости, силы тяготения и силы трения.

И начнём мы их изучение, пожалуй, с гравитационных сил. На одном из прошлых уроков мы с вами говорили о том, что наша планета у своей поверхности сообщает всем телам одинаковое ускорение — ускорение свободного падения. Давайте с вами вспомним, что впервые эта идея была высказана ещё Галилео Галилеем в 1589 году. А доказана — Исааком Ньютоном, который провёл очень простой и убедительный опыт. В стеклянную трубку он поместил дробинку, кусочек пробки и пушинку. Затем Ньютон перевернул трубку и наблюдал, как сначала упала дробинка, затем пробка и только потом — пушинка. Но вот когда он откачал из трубки почти весь воздух и повторил эксперимент, то увидел, как все три предмета упали на дно трубки одновременно.

Одновременное падение тел в разреженном воздухе доказывает, что все тела падают с одинаковым ускорением, которое сообщает им Земля. Но если земной шар сообщает телу ускорение, то, согласно второму закону Ньютона, он действует на тело с некоторой силой.

Сила, действующая на тело со стороны Земли и сообщающая телу ускорение свободного падения, называется силой тяжести.

Так как ускорение свободного падения не зависит от массы тела, то, исходя из второго закона Ньютона, сила тяжести, действующая на тело, пропорциональна его массе: F = mg.

На основании этой формулы и строится простой и практически удобный способ измерения масс тел путём сравнения массы данного тела с эталоном массы. Из определения силы тяжести следует, что отношение масс двух тел равно отношению сил тяжести, действующих на тела. А это значит, что массы двух и более тел будут считаться одинаковыми только тогда, когда на них действуют одинаковые силы тяжести.

На этом и основано определение масс тел путём взвешивания их на пружинных или рычажных весах.

Первым же, кто строго доказал, что причиной, вызывающей падение камня на Землю, движение Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца, был сэр Исаак Ньютон. Он пришёл к выводу, что если бы не сопротивление воздуха, то траектория камня, брошенного с высокой горы с определённой скоростью, могла бы стать такой, что он вообще никогда не достиг бы поверхности Земли, а двигался бы под действием силы тяготения вокруг неё подобно тому, как планеты описывают в небесном пространстве свои орбиты.

Таким образом, сила тяжести является одним из проявлений силы всемирного тяготения.

На одном из прошлых уроков мы с вами отмечали тот факт, что все законы и, следовательно, формулы, сформулированы и выведены для тел, движущихся в инерциальных системах отсчёта. А система отсчёта, связанная с Землёй, как мы уже знаем, строго не является инерциальной, так как она, например, вращается вокруг своей оси́. Давайте посмотрим, как её суточное вращение сказывается на значении силы тяжести. Итак, пусть на поверхности Земли располагается некое тело. Так как оно находится в неинерциальной системе отсчёта, то на него, помимо силы тяготения, направленной к центру Земли, будет действовать центробежная сила инерции. Она равна произведению массы и центростремительного ускорения тела и направлена по радиусу от центра окружности, по которой вращается тело. Равнодействующая двух этих сил и будет силой тяжести, действующей на тело. Обратите внимание на то, что она направлена не по радиусу Земли, а под некоторым углом к нему. Лишь на полюсах модуль и направление силы тяжести и силы всемирного тяготения совпадают. А в общем случае сила тяжести направлена по отвесной прямой (то есть по вертикали вниз).

Центростремительное ускорение, входящее в формулу, зависит от радиуса окружности, по которой движется тело. Отсюда следует, что и сила тяжести, и ускорение свободного падения зависят от широты местности. Так на полюсах ускорение свободного падения принимает своё максимальное значение, а на экваторе — минимальное.

Однако эта разница совсем небольшая. Поэтому при решении большинства задач мы ей будем пренебрегать и считать ускорение свободного падения постоянным и равным 9,8 м/с 2 , а то и 10 м/с 2 .

А теперь давайте с вами решим небольшую задачку. Тело с помощью каната равноускоренно поднимается с Земли вертикально вверх из состояния покоя. Сила сопротивления воздуха равна 1 Н, а сила натяжения каната — 61 Н. Определите массу тела, если за первые 3 с секунды движения оно было поднято на высоту 9 м.

Решение задач по физике на взаимодействие тел связано с силой тяжести. Чтобы ее определить, следует знать условия возникновения физического явления, основные формулы и соотношения, необходимые для расчетов, а также величины, от которых она зависит. Однако перед началом обучения следует ознакомиться с понятиями и терминами.

Общие сведения

Силой тяжести (Fт) называется величина, действующая на физическое тело, которое находится на поверхности Земли или другого астрономического объекта. Последним может быть любая планета, астероид, звезда и даже черная дыра. Следует отметить, что Fт Земли отличается от других, поскольку все зависит от следующих факторов:

Гравитационного поля.
Центробежной силы инерции при вращении.

Необходимо отметить, что Fт является векторной величиной. Иными словами, она имеет направление. Единицей измерения является ньютон (Н).

Существуют также и другие классы составляющих (сила притяжения Солнца и Луны), однако они не учитываются, поскольку являются очень малыми величинами. Fт сообщает физическим телам ускорение свободного падения, которое считается величиной постоянной (константой) для отдельного астрономического тела. Она не зависит от его массы.

Гравитационное притяжение

Гравитационным притяжением, или силой Всемирного тяготения, называется величина взаимодействия двух физических тел с массами M и m, зависящая также от расстояния между ними (причем M > m). Кроме того, следует обратить внимание на константу, называемую гравитационной постоянной G.

Гравитационная составляющая играет важную роль не только для выполнения расчетов в физике, но и в сохранении жизни. С помощью этой силы строятся Солнечные системы, которые объединяются в Галактики. В Солнечной системе Земля находится на нужном расстоянии от Солнца, тем самым на первой существует жизнь. Кроме того, постоянно происходит расширение Вселенной. На основании этого явления осуществляется образование новых Галактик.

Впервые закон всемирного тяготения огласил Исаак Ньютон. У него следующая формулировка: сила взаимодействия двух тел с массами m1 и m2, совершающих работу в пространстве и находящихся на расстоянии r друг от друга, прямо пропорциональна произведению их масс на гравитационную постоянную G и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Запись в виде формулы выглядит таким образом: F = (G * m1 * m2) / r 2 . Если тело находится над поверхностью Земли, то нужно записать соотношение с учетом радиуса планеты R и его высоты над поверхностью h таким способом: F = (G * m1 * m2) / [R + h]^2.

Коэффициент G равен примерно 6,67 * 10^(-11) м 3 / (кг * с 2 ). Следует отметить, что существует определенное условие, при котором можно воспользоваться этой формулой. В этом случае следует учитывать скорость света c = 3 * 10 8 м/с, а также радиус астрономического тела R. Соотношение имеет такой вид: G * M / (R * c 2 ) 2 * r, где m — масса тела, а r — расстояние между физическим телом или материальной точкой и земной осью. Когда величина r является меньше радиуса Земли, тогда соотношение приобретает такой вид: Fc = m * w 2 * R * cos (q), где q — географическая широта, на которой расположено тело.

Ускорение свободного падения

Fт определяется по такому равенству: Fт = m * g. Для Земли величина g примерно равна 9,81 м/с 2 . По формуле видно, что g не зависит от массы тела, а обратно пропорционально зависит от квадрата расстояния искомого тела до центра Земли. Однако на поверхности планеты не всегда одинаковое ускорение. Сила тяжести увеличивается на полюсах Земного шара, а уменьшается на экваторе. Следовательно, увеличивается или уменьшается величина g. Это явление объясняется тем, что шар немного сплюснут по полюсам. Радиус экватора на 21,25 км больше, чем на последних.

Однако g зависит не только от широты. Следующим фактором является тип системы. Они бывают инерциальными и неинерциальными. Примером первой считается гелиоцентрическая система, а второй — Земля. В последнем случае она движется по орбите вокруг Солнца, а не стоит на месте.

Еще одним фактором, от которого зависит g, является плотность (p) залегания пород. Если p больше средней плотности Земли (залежи железной руды), то g становится больше. Далее следует разобраться в физическом смысле g.

Этот процесс проще понять на примере падающего тела с высоты 50 метров:

На начальном уровне его скорость эквивалентна 0. Ее следует определять по такой формуле: v = g * t
На 1 секунде (t = 1): 9,81 * 1 = 9,81 (м/с).
При t = 2: 9,81 * 2 = 19,62 (м/с).
t = 3: 9,81 * 3 = 29,43 (м/с).
t = 4: 9,81 * 4 = 39,24 (м/с).
t = 5: 9,81 * 5 = 49,05 (м/с).

Иными словами, оно равномерно разгоняется до определенной скорости с течением времени. Такое движение называется равноускоренным. Если перевести скорость на пятой секунде в км/ч, то значение будет эквивалентно величине 176,58. Однако при падении тела необходимо учитывать сопротивляемость воздуха, поскольку перо и яблоко падают не с одинаковыми показателями.

Вес тела

Весом тела (P) называется сила действия тела на опору или подвес в результате притяжения Земли. Для демонстрации этого явления необходимо рассмотреть пример взаимодействия пружины и тела, прикрепленного к ней. Под действием Fт пружина деформируется и появляется новая величина, называемая силой упругости Fупр. Необходимо отметить, что векторы Fупр и Fт направлены в противоположные стороны. Направление силы тяжести, а точнее ее вектора, осуществляется всегда вниз, а Fупр — вверх.

При использовании опоры, на которой лежит физическое тело, величина P будет равна реакции опоры, направленной вверх. Следовательно, модули N и Fт равны, поскольку тело не падает. Значит P определяется по следующей формуле: P = N = |Fт| = m * g. Однако природа возникновения P и Fт различна, поскольку первая приложена к подвесу или опоре. Она является результатом взаимодействия тела и последней. Вторая — взаимодействие тела и силы тяготения. Кроме того, она приложена только к телу. В этих ключевых аспектах и заключается основная разница между P и Fт.

Вес тела обладает некоторыми особенностями. Сила тяжести — составляющая P. Первый состоит из совокупности сил (реакция опоры или сила упругости, сила тяжести и тяги). А также P зависит от скорости движения подвеса или выталкивающей силы в жидкостях.

Понятие невесомости

Для понимания явления невесомости следует проделать опыт с весами и телом. Если держать весы, к которым привязано тело, то можно увидеть вес последнего, равного по модулю Fт = m * g. Однако при выпускании весов из рук показание начнет стремительно приближаться к нулевому значению. Это связано с тем, что P и Fт компенсируют друг друга, поскольку в одном и другом случаях величина g одинакова.

Математически такое явление можно записать следующим образом: P = m * (g — g) = 0. Запись показывает, что физическое тело не деформируется, поскольку движется в одном направлении с вектором Fт. Далее следует рассмотреть Космос. В нем также присутствует невесомость, но другого вида. Если космический корабль находится далеко от Земли, то силы притяжения на него практически не действуют, а, следовательно, значение Fт стремится к 0. Расчет выполняется по такой методике:

Записывается формула силы тяжести Fт: Fт = m * g.
Величина параметра g стремится к бесконечно малому значению, равному 0 (g -> 0), поскольку находится из уравнения: 0 = m * g. Из равенства можно вычислить g = 0 / m = 0.
Подставив g -> 0 в формулу веса тела, можно получить такое тождество: P = m * g = m * 0 = 0.

Методика позволяет при помощи математических преобразований находить любые значения физических величин. Выражение g -> 0 показывает, что g практически равно 0. Очень важную роль сила тяжести играет в природе, поскольку влияет на некоторые необходимые для жизни процессы.

Значение в природе

Ученые установили, что без Fт невозможно существование жизни и Вселенной, поскольку она необходима для термоядерного синтеза на Солнце. Если бы не было ее, то звезды в процессе своей эволюции на конечных стадиях взрывались, распыляя в космическое пространство мощные потоки радиоактивной энергии, губительной для всего живого.

Кроме того, с ее участием формируется структура внутренней оболочки Земли. Следует обратить внимание на метеориты, которые образуются в космическом пространстве в результате уничтожения звезд или других элементов Галактики. Планеты, обладающие большей силой гравитации, помогают отвести нежелательные космические тела от нашей планеты. Например, при помощи мощного телескопа можно рассмотреть поверхность Юпитера, на которой заметно множество кратеров. Подобные изменения рельефа присутствуют также и на Марсе. Несмотря на меньшие размеры, он обладает большей массой, чем Земля, а, следовательно, и гравитационное поле мощнее.

Круговорот вещества и энергии зависит от потенциальной энергии Fт, которая постоянно переходит в кинетическую и обратно. Кроме того, при помощи этой силы удерживается атмосфера, влияющая на жизнь и защищающая от губительного излучения космического пространства и близлежащей звезды — Солнца. В результате этого существует такая характеристика, как атмосферное давление. Оно является результатом воздействия Fт на слои атмосферы.

Благодаря Fт живые организмы ориентируются в пространстве при помощи определенных рецепторов. У человека за это отвечает вестибулярный аппарат. Кроме того, постоянное воздействие Fт стало причиной образования прочного скелета у позвоночных.

Таким образом, сила тяжести играет важную роль в существовании жизни на Земле, поскольку от нее зависит множество явлений и процессов, а также в построении Вселенной.

В данной статье мы рассмотрим, если сила тяжести на других планетах нашей Солнечной системы. А также узнаем, какие ее минимальные и максимальные показатели.

Ответы на некоторые вопросы, связанные с силой тяжести, интересно узнать не только физикам и астрономам. Даже значительной части обычных людей хотелось бы получить ответы на вопросы о существовании и особенностях силы тяжести на разных планетах.

Но прежде необходимо ознакомиться с базовыми понятиями для этого физического явления. Поэтому давайте рассмотрим именно силу тяжести и ее роль для природы не только на нашей Земле, но и на других планетах Солнечной системы.

Что собой представляет сила тяжести?

Сила тяжести – это довольно удивительная фундаментальная сила. Она является естественным эффектом, в котором все вещи, обладающие массой, притягиваются друг к другу. Будь то астероиды, планеты, звезды, галактики и т. д.

Чем больше масса объекта, тем большую силу он будет оказывать на объекты вокруг него. Сила объекта также зависит от расстояния — то есть влияние, которое он оказывает на другой объект, уменьшается с увеличением расстояния между ними.
Силу тяготения называют притягивающей, потому что она всегда пытается объединить массы и никогда не отталкивает их. Фактически, каждый объект живой и неживой природы тянется ко всем другим объектам во Вселенной.
Сила тяжести также является одной из четырех основных сил, которые регулируют все взаимодействия в природе. Она находится наряду со слабой и сильной ядерной силой, а также электромагнетизмом.
Из этих сил гравитация является самой слабой. Она слабее примерно в 1038 раз сильной ядерной силы и в 1036 раз слабее электромагнитной силы. Также слабее она и слабой ядерной силы в 1029 раз.
Лучшим средством описания поведения силы тяжести остается общая теория относительности Эйнштейна. Согласно теории, сила тяготения не является силой. Это следствие кривизны пространства и времени, что вызвана неравномерным распределением массы или энергии.
С этой теорией согласуются взаимодействия в природе. Энергия и масса эквивалентны, а это значит, что все формы энергии также вызывают силу тяжести и находятся под ее влиянием.
Однако, большинство способов применения этой силы лучше всего объясняет Закон всемирного тяготения Ньютона. В нем говорится, что сила тяжести существует как притяжение двух тел. Сила этого притяжения может вычисляться математически, где сила тяготения прямо пропорциональна произведению их масс. Также она обратно пропорциональна квадрату расстояния между телами.
Сила тяготения высчитывается по общепринятой формуле:

Естественно, что m – это масса любого нужного тела, а вот g – это ускорение свободного падения.

В каждой точке планеты действует сила тяжести, что есть и на других планетах

Какая роль силы тяжести в природе?

Если бы не было силы тяжести, то мы все выплыли в космос. Без нее все наши наземные виды медленно увядали и умирали. В то же время, наши мышцы дегенерировали, кости у людей и животных становились хрупкими и слабыми, а органы переставали функционировать должным образом.

Поэтому без преувеличений можно сказать, что сила тяготения — это не только факт жизни на Земле, но и предпосылка для этого. Однако порой люди намерены выйти из сферы влияния этой силы.
Сила тяжести оказывает незначительное влияние на материю в наименьшем из масштабов, то есть на субатомные единицы. Однако она имеет большое значение для развития объектов на макроуровне.
Поскольку на макроскопическом уровне, то есть на уровне планет, звезд и галактик, она является доминирующей силой, влияющей на взаимодействие материй. Она вызывает формирование и влияет на траекторию астрономических тел, управляя астрономическим поведением. Сила тяготения сыграла важную роль в эволюции ранней Вселенной.
Именно сила тяжести отвечала за совокупление материи, чтобы образовать облака газа, которые подверглись гравитационному коллапсу. Облака образовывали первые звезды, которые затем формировали первые галактики. Кстати, без нее, например, звезды превращаются в черные дыры.
В пределах отдельных звездных систем это заставило пыль и газ слиться. В результате образовывались планеты. Сила тяжести управляет движениями орбит планет вокруг звезд, вращением звезд вокруг центра их галактики и слиянием галактик.
Но нельзя недооценивать всю ее важность – именно сила тяжести и создает необходимую для жизни атмосферу. Именно от нее и зависит атмосферное или гидростатическое давление. А также она закладывает основу нашего скелета и вестибулярного аппарата.

Есть ли сила тяжести на других планетах Солнечной системы?

Что на Земле присутствует сила тяготения, знают все жители нашей планеты. Убедиться в этом можно на собственном опыте. Но вот, есть ли эта сила на Юпитере, Марсе, Венере и других планетах, проверить достаточно проблематично. Возможно, не все пытаются найти ответ на этот вопрос. Но для развития общего кругозора и удовлетворения своего любопытства, предлагаем все же выяснить эту информацию.

Важно: В принципе, гравитация зависит от массы, где все вещи притягиваются друг к другу. Но не забывайте, что размер, масса и плотность объекта также влияют на гравитационную силу.

Поэтому расчеты свободного падения для каждой планеты должны проводиться по отдельности за следующей формулой:

g = GM/R2, где M – это масса планеты, а R2 – это ее радиус.

Но вот с гравитационной постоянной величиной (G) могут возникнуть некие трудности, а точнее еще одни дополнительные расчеты. С 2014 года ее формула выглядит следующим образом:

Теперь можно приступать к расчетам силы тяжести на других планетах. Кстати, не забывайте, что это только математическая и физическая теория.

Меркурий — наименьшая и наименее массивная планета, что открывает нашу систему. Выделяется планета, кстати, нестабильными перепадами температуры. Ведь днем она доходит до отметки +350 °C, а ночью превышает даже -150 °C.
- Сила тяжести такой контрастной планеты среди остальных планет земной группы и, конечно же, газовых гигантов имеет наименьшие показатели – 3,7 м/с².
- Кстати, радиус Венеры от земного меньше лишь на 0,85%. Но вот погулять на такой планете не получится, ведь вас может сдуть ветром с силой в 300 м/с или вы просто сгорите от ее минимальной температуры в 475°C. Но и это еще не все, сверху еще пойдет серный дождь, что будет смешан с хлорным железом.
- И вот наглядный пример, когда плотность сыграла свою роль – ведь Марс значительно больше по размерам за Меркурий, но сила тяготения не слишком отличается.
- Юпитер — самая большая и самая массивная планета в Солнечной системе. Кстати, это еще и ветреная планета, что характеризуется постоянными штормами и грозами. А будучи газовым гигантом, Юпитер, естественно, менее плотный, чем Земля и другие земные планеты.
  - Более того, его плотность и основной состав из гелия и водорода обеспечили то, что Юпитер не имеет истинной оболочки. Если бы кто-то стоял на нем, он просто тонул бы, пока не достиг твердого ядра. В результате поверхностная сила тяготения Юпитера определяется, как сила на вершинах его облаков. И составляет 24,79 м/с².
  - Для сравнения: планета со знаменитым поясом из колец имеет диаметр 57350 км, а вот земля меньше практически в 5 раз — 12742 км. Но вот сила тяжести на Сатурне всего 10,44 м/с². То есть, для таких габаритов это очень мало.
  Понимание влияния силы тяжести на организм человека существенно поможет для осуществления космических путешествий, особенно там, где были заданы вопросы о длинных выездных миссиях на орбиту и на Международную космическую станцию. И, конечно же, знание того, насколько сильной является сила тяготения на других планетах, имеет важное значение для пилотируемых миссий. Благодаря этим знаниям возможно даже поселения землян на других планетах.
  
  Важно: Можно сделать вывод, что сила тяжести присутствует на всех планетах Солнечной системы, но не везде ее можно измерить на поверхности планеты. На Юпитере, Сатурне, Уране, Нептуне сила тяжести измеряется на вершинах облаков. Серьезные отличия на разных планетах есть и в мощности этой силы.
  
  На какой планете наименьшая сила тяжести?
  - Если брать во внимание все астрономические тела в Солнечной системе, где присутствует сила тяготения, то самая маленькая сила тяжести не на поверхности планеты нашей системы. Это астрономическое тело – карликовая планета Цецер с силой тяжести всего в 0,27 м/с².
  - Если сравнивать силу тяжести только на поверхности планет, то наименьшая сила на планете Плутоне, что охватывает только 0,61 м/с². Но поскольку его лишили звания планеты, то эта должность снова переходит Меркурию. Напомним, что для Меркурия она составляет 3,7 м/с². Этот факт не вызывает удивления, ведь Меркурий является самой маленькой планетой Солнечной системы.
  Планета с наибольшей силой тяжести
  - Если изучать силу тяготения на всех астрономических объектах, то наибольшее значение этой силы можно выявить на поверхности звезды. Название этой звезды – Солнце. Сила тяжести на звезде огромная — 274 м/с². Это почти в тридцать раз больше, чем на поверхности Земли.
  - Что касается планет, то самая большая сила тяжести на наибольшей из планет. Это гигант – Юпитер. Повторится, что он обладает невероятной силой тяжести — 24,79 м/с². Это почти в 2,53 раза больше того, что мы испытываем на планете Земля. Предмет, который весит 100 грамм на Земле, весил бы 236,4 грамма на Юпитере.
  Теперь мы знаем, что на Меркурии и других планетах с малой силой тяжести мы бы улетели в космос. А вот, например, на Юпитере нас бы вдавливало в землю. В данном случае в газ. Кстати, в первом случае мы бы с вами были высокими и худыми, а во второй вариации — низкими и коренастыми. И, конечно же, вес по-разному бы ощущался. С низкой силой тяжести все предметы были бы до невозможности легкими, а вот при больших показателям даже перышко стало бы весом с грузовую машину.
  
  Читайте также: