Gravitációs erők
Isaac Newton azt javasolta, hogy a természet bármely teste között vannak kölcsönös vonzerő erők. Ezeket az erőket gravitációs erőknek nevezik, vagy az univerzális gravitáció erői. Az univerzális gravitáció ereje a Kozmoszban, a Naprendszerben és a Földön manifesztálódik. Newton általánosította az égi testek mozgásának törvényeit, és megállapította, hogy az F erő egyenlő: a kölcsönható testek tömege, R az egymás közötti távolság, és G az arányossági együttható, amelyet gravitációs konstansnak neveznek. A gravitációs konstans számértékét Cavendish kísérletileg határozta meg, mérve az ólomgolyók közötti kölcsönhatást. Ennek eredményeként a gravitáció törvénye van: között bármely lényeges pontokon van egy vonzóerő egyenesen arányos a termék tömegére és fordítottan arányos a távolság négyzetével köztük ható egy összekötő vonal ezeket a pontokat.
A gravitációs állandó fizikai jelentése az univerzális gravitáció törvényéből következik. Ha m1 = m2 = 1 kg, R = 1 m, akkor G = F, azaz a gravitációs állandó egyenlő az erő, amellyel a vonzott két test 1 kg per 1 m Numerikus érték: ... gravitáció erők hatnak közötti bármely szervek természetüknél fogva, de nagy tömegekben észlelhetők (vagy legalábbis az egyik test nagy). Az egyetemes tömegvonzás törvénye funkciót csak erre az anyagi pontok és labdák (ebben az esetben, mivel a távolság vesszük a központjai közötti távolság a golyók).
Az univerzális gravitáció egyfajta ereje a testek Földre (vagy egy másik bolygóra) való vonzása. Ezt az erőt gravitációnak nevezik. Ennek az erőnek a hatása alatt minden testület a gravitáció felgyorsulását veszi fel. Newton második törvényének megfelelően g = Ft * m tehát, Ft = mg. A gravitáció mindig a Föld középpontja felé irányul. A Föld felszíne feletti magasságtól és a testhelyzet földrajzi szélességétől függően a szabad esés gyorsulása különböző értékeket vesz fel. A Föld felszínén és a középső szélességben a szabad esés gyorsulása 9,831 m / s2.
A testtömeg fogalmát széles körben használják a mérnöki és mindennapi életben. A test súlya olyan erő, amellyel a test a bolygó gravitációs attrakciója következtében a támaszt vagy a felfüggesztést nyomja (6. ábra). A test tömegét P jelöli. A súlyegység H. Mivel a súly megegyezik a test által a támaszon ható erővel, a Newton harmadik törvénye szerint a testtömeg egyenlő a támasztási reakció erősségével. Ezért a testtömeg megtalálásához meg kell határozni, hogy mekkora a támogatás reakcióerőssége.
Tekintsük azt az esetet, amikor a test és a tartó együtt mozog. Ebben az esetben a hordozó reakcióereje, következésképpen a test súlya megegyezik a gravitációs erővel (7. Ábra): P = N = mg.
Abban az esetben, ha a test felfelé mozog, a Newton második törvénye szerinti gyorsulással együtt, akkor mg + N = ma írható (8. ábra, a). Az OX tengelyre vetítve: -mg + N = ma, tehát N = m (g + a).
Következésképpen, ha felfelé haladunk felfelé gyorsulással, a testtömeg emelkedik, és a P = m (g + a) képlet segítségével találjuk meg.
A hordozó vagy felfüggesztés gyorsított mozgása által okozott testtömegemelkedést túlterhelésnek nevezik. A túlterhelés hatását az űrhajósok maguk tapasztalják mind a rakétrakó felszállásakor, mind a hajó fékezésénél a légkör sűrű rétegei bejáratánál. Tapasztalt túlterhelés és pilótak az aerobatika teljesítményében és a gépkocsivezetők súlyos fékezésében.
A test állapota, amelyben a súlya nulla, súlytlanságnak nevezik. A súlytalanság állapotát egy repülőgépen vagy egy űrhajókon figyelik meg, amikor a szabad esés gyorsulása a mozgás sebességének irányától és értékétől függetlenül mozog. A föld légkörén kívül, amikor a sugárhajtású motorok kikapcsolnak, csak az univerzális gravitáció ereje jár az űrhajóra. Erő hatása alatt az űrhajó és minden benne lévő test ugyanazzal a gyorsítással mozog, így a hajó súlytalan állapotban van.