§ 26. СИЛА ТЯЖІННЯ.
Крім планет з їх супутниками, навколо Сонця рухаються маленькі планети, які ще називають астероїдами. Церера - карликова планета, яка найбільша серед астероїдів, радіус якої майже в 20 разів, а маса в 7500 разів менша від Землі (тому сила тяжіння на ній така мала, що людина, відштовхнувшись від поверхні планети, могла б полетіти з неї). Четверта в полі астероїдів планета - Веста - має масу в 60 000 разів меншу від маси Землі (ось як описує засновник теорії космонавтики К.Е. Ціолковський в оповіданні «Шлях до зірок» умови перебування людини на цьому астероїді: «На Землі я можу вільно нести ще одну людину такої самої ваги, як я. На Весті так само легко можу нести в 30 разів більше. На Землі я можу підстрибнути на 50 см. На Весті таке саме зусилля дає стрибок на 30 м. Це висота десятиповерхового будинку або величезної сосни. Там легко перестрибувати через рівчаки і ями, завширшки із чималу річку. Можна перестрибнути через 15-метрові дерева й будинок. І це без розгону»).
ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО
1. Що є причиною падіння всіх тіл на Землю?
Причиною падіння всіх, позбавлених опор або підвісів, тіл на Землю є сила тяжіння.
Спостереження. Парашутист, який вистрибує з літака, падає вниз навіть тоді, коли парашут розкритий; з дощової хмари на Землю падає рясний дощ; всі підкинуті вгору тіла падають на Землю; на санчатах легко з'їжджати згори, а вгору їх треба тягнути. Тобто усі тіла, що перебувають на Землі або поблизу, взаємодіють з нею: Земля притягує тіла, а вони притягують Землю (оскільки маса Землі дуже велика, то внаслідок взаємодії помітно змінюють швидкості і положення саме тіла, а Земля практично залишається на місці).
Якби сила тяжіння на Землі раптово зникла, то всі прикріплені на її поверхні тіла за будь-якого малого поштовху порозліталися б в усі боки в космічному просторі, космічний корабель унаслідок інерції віддалявся б від Землі в космічний простір по прямій лінії.
2. Яку силу називають силою тяжіння?
Силу, з якою Земля притягує до себе будь-яке тіло, називають силою тяжіння (позначають Fтяж).
Одиницею сили тяжіння, як і будь-якої іншої сили, у СІ є один ньютон (1 Н) (цю одиницю назвало на честь англійського вченого Ісаака Ньютона, який вперше сформулював основні закони руху тіл і закони тяжіння).
1 ньютон (1 Н) дорівнює силі тяжіння, що діє на тіло масою приблизно 102 г, на тіло масою 1 кг діє сила тяжіння 9,81 Н (Fтяж = 9,81 Н).
Притягання існує не тільки між Землею і тілами, які розміщуються на ній або поблизу неї, усі тіла притягуються одне до одного (притягуються між
собою Земля і Місяць (Місяць утримується біля Землі, виникають припливи і відпливи); Сонце і Земля та інші планети (планети рухаються по орбітах навколо Сонця); кораблі в морі; предмети в кімнаті; атмосфера утримується біля Землі; річки течуть згори донизу.
Явище притягання всіх тіл Всесвіту одне до одного називають всесвітнім тяжінням.
3. За якою формулою визначають силу тяжіння?
Оскільки на тіло масою 1 кг діє сила тяжіння 9,81 Н, то на тіло масою m діятиме сила тяжіння в m разів більша.
Сила тяжіння, що діє на тіло, дорівнює добутку сталої величини 9,81 Н/кг на масу тіла m, виражену в кілограмах: Fтяж = g • m, Fтяж – сила тяжіння, g =9,81Н/кг – прискорення вільного падіння, m – маса тіла (виражена в кілограмах).
4. Що відбудеться з прикладеною до тіла силою тяжіння, якщо його масу збільшити вдвічі?
Оскільки прискорення вільного падіння стала величина, прикладена до тіла сила тяжіння теж збільшиться у два рази.
Ісаак Ньютон довів, що сила притягання між тілами тим більша, чим більші маси цих тіл і чим менша відстань між тілами.
5. Який напрям має сила тяжіння?
Дослід. Якщо підвісити на нитці будь-який предмет, то нитка з тягарцем унаслідок дії на нього сили тяжіння завжди напрямлена до Землі вздовж прямої, яку називають вертикаллю.
Виконавши цей дослід у всіх точках Землі, учені переконалися, що сила тяжіння завжди напрямлена до центра Землі.
Силу тяжіння зображають у вигляді стрілки вертикальної вниз і прикладеної до певної точки тіла.
