Основные свойства гравитационного поля:
– Источником гравитационного поля является масса: гравитационное поле тел с большей массой больше, чем гравитационное поле тел с меньшей массой;
– Силовая характеристика гравитационного поля – напряженность этого поля.
Напряженность гравитационного поля, являясь векторной величиной, направлена из произвольной точки поля к источнику этого поля. Напряженность гравитационного поля в произвольной точке прямо пропорциональна массе, создающей это поле, и обратно пропорциональна квадрату расстояния от центра поля до этой точки:
Здесь g0 – напряженность гравитационного поля, M – масса (масса планеты), r – расстояние от центра массы до данной точки.
Действие гравитационного поля зависит от расстояния между телами: с увеличением расстояния действие поля ослабевает.
Гравитационное взаимодействие характеризуется числовым значением силы тяготения. Зависимость модуля силы тяготения между телами от их масс и расстояния между ними английский ученый Исаак Ньютон обобщил как закон всемирного тяготения:
Здесь F – модуль силы тяготения, m1 и m2 – массы точек, r – расстояние между ними, G – гравитационная постоянная (или постоянная тяготения). Единица измерения гравитационной постоянной в СИ:
Ее числовое значение было определено опытным путем:
Отметим, что силу взаимодействия между телами в форме шара можно вычислить по этой же формуле. В этом случае r – расстояние между центрами их масс.
Как и любое взаимодействие, сила тяготения возникает между двумя телами. Например, Земля притягивает Луну, а Луна притягивает Землю. Модуль силы тяготения Земли равен модулю силы тяготения Луны и направления этих сил противоположны друг другу ( a ). Так как масса Земли во много раз больше массы Луны, то Луна вращается вокруг Земли. Движение небесных тел во Вселенной регулируется всемирной силой тяготения.
a