Сила тяжести
Сила тяжести — это сила, с которой Земля притягивает к себе тело. Вблизи поверхности Земли её можно найти как произведение массы тела на ускорение свободного падения.
Сила тяжести имеет гравитационную природу и действует на все тела, обладающие массой. Её направление обычно изображают вертикально вниз — к центру Земли. Более общий случай описывает закон всемирного тяготения, а формула \(F_{\text{т}}=mg\) удобна, когда расстояние до поверхности Земли невелико по сравнению с радиусом Земли.
Формула
Здесь \(F_{\text{т}}\) — сила тяжести, \(m\) — масса тела, \(g\) — ускорение свободного падения. У поверхности Земли обычно принимают \(g \approx 9{,}8\ \text{м/с}^2\), а в школьных расчётах часто используют \(g \approx 10\ \text{м/с}^2\). Если масса тела постоянна, сила тяжести практически не изменяется при свободном падении, хотя скорость тела при этом увеличивается.
Для тела массой \(3\ \text{кг}\) при \(g=10\ \text{м/с}^2\) сила тяжести равна \(F_{\text{т}}=mg=3\cdot10=30\ \text{Н}\). Направление силы — вертикально вниз.
Сила тяжести действует на тело со стороны Земли. Вес тела — это сила, с которой тело действует на опору или подвес. В покое на неподвижной горизонтальной опоре численные значения силы тяжести и веса совпадают, но это разные силы.
Как изменится сила тяжести, если массу тела увеличить в 2 раза, а высота над поверхностью Земли останется небольшой?
Сила тяжести может совершать работу при перемещении тела по вертикали. С понятием этой работы связано изменение потенциальной энергии в поле тяжести. Точку приложения равнодействующей сил тяжести рассматривают через центр тяжести тела.
Главное
- Сила тяжести — сила притяжения тела к Земле, направленная к её центру.
- Вблизи поверхности Земли \(F_{\text{т}}=mg\), где \(g\approx9{,}8\ \text{м/с}^2\) или примерно \(10\ \text{м/с}^2\).
- Сила тяжести и вес тела — разные силы, хотя в некоторых условиях их значения совпадают.