Глава 1. Механические явления

Сила тяжести

3. Каков же физический смысл коэффициента g? Чтобы ответить на этот вопрос, запишем формулу для определения силы, действующей на тело:

F = mа.

Сопоставив эти две формулы, мы видим, что коэффициент g — это ускорение. Это действительно так. Достаточно вспомнить, что все тела, если их ничто не удерживает, падают на Землю. Такое падение является равноускоренным движением (начальная скорость мяча, который выпустили из рук, равна нулю, а затем она начинает увеличиваться) и называется свободным падением. Причём в данном месте Земли все тела падают с одинаковым ускорением, которое называют ускорением свободного падения.

Ускорение свободного падения, как и любая физическая величина, может быть измерено. Единица ускорения свободного падения та же, что и единица ускорения, — 1 м/с².

4. Сила тяжести и ускорение свободного падения — векторные величины. Они направлены всегда к центру Земли.

Ускорение свободного падения для всех тел на средних географических широтах, где мы живём, равно 9,8 м/с², точнее, 9,81 м/с². Однако, поскольку земной шар немного сплюснут у полюсов, значения g и F_тяж там несколько больше, чем на средних широтах или, скажем, на экваторе. Так, в результате точных измерений определено, что ускорение свободного падения на полюсе g_n = 9,832 м/с², на экваторе g_Э = 9,78 м/с², а на широте 45° g = 9,806 м/с².

5. Изменяются значения ускорения свободного падения g и силы тяжести F^тяж и при подъёме высоко в горы. Можно предложить аэронавту провести эксперимент: измерить с помощью динамометра силу тяжести, действующую на какое-либо тело, например на гирю массой 1 кг, в процессе его равномерного подъёма на воздушном шаре. Окажется, что сила тяжести будет постепенно уменьшаться, поскольку уменьшается и взаимодействие гири с Землёй.

Было установлено, что сила тяжести, а следовательно, и ускорение свободного падения различны на разных небесных телах. Так, на поверхности Луны g_Л = 1,632 м/с², на Марсе g_М = 3,86 м/с², на Венере g_В = 8,69 м/с² и т. д. Российские автоматические станции, совершавшие посадку на Луну, и американские астронавты, побывавшие там в 1969 г., подтвердили полученное ранее теоретическим путём значение ускорения свободного падения на Луне.

<<< К началу Окончание >>>