Гравитационное поле
Гравитационное поле — это физическое поле, создаваемое любыми телами, имеющими массу. Оно проявляется в притяжении других тел и существует вокруг планет, звёзд и даже небольших предметов.
Свойства поля описывают через его действие на тело массы \(m\). Вблизи поверхности Земли это действие характеризуют ускорением свободного падения \(g\), направленным к центру Земли. Для сферически симметричного тела поле направлено к его центру, а его действие ослабевает с увеличением расстояния.
Основные формулы
Сила притяжения между телом-источником массой \(M\) и пробным телом массой \(m\) определяется законом всемирного тяготения. Для поля сферического тела:
Здесь \(r\) — расстояние от центра тела-источника до пробного тела. Поэтому при удалении от планеты в несколько раз \(g\) уменьшается в квадрат этого числа раз. У поверхности Земли \(g\approx9{,}8\ \text{м/с}^2\).
Если тело удалилось от центра Земли в 2 раза дальше, чем было сначала, то ускорение свободного падения уменьшилось в \(2^2=4\) раза: \(g_2=g_1/4\).
Гравитационное поле — это область и форма взаимодействия, существующая вокруг массы. Напряжённость гравитационного поля — векторная характеристика поля, численно равная силе, действующей на единичную массу: \(\vec g=\vec F/m\). Она не является дополнительной силой.
Как изменится \(g\), если расстояние до центра планеты увеличить в 3 раза?
Главное
- Гравитационное поле создаётся телами, имеющими массу, и действует на другие массы.
- Для сферического тела \(g=GM/r^2\), поэтому поле ослабевает с расстоянием по закону обратных квадратов.
- Напряжённость поля показывает силу, приходящуюся на единицу массы: \(\vec g=\vec F/m\).