«Сто шагов назад, тихо на пальцах, Лети, моя душа, не оставайся. Сто шагов назад, притяженья больше нет», — именно такие слова можно встретить в известной песне «100 шагов». Однако притяженья может не быть лишь в песне, потому что реальная жизнь немыслима без этого физического явления. Именно благодаря силе тяжести у поверхности нашей планеты удерживается огромная масса воды и воздуха. Она способна оказывать воздействие через воду, воздух и даже сквозь любые твёрдые объекты. Если какой-либо предмет лишится опоры, то он непременно упадёт вниз. Немногим известно, что сила тяжести имеет прямую зависимость от массы предметов. Так что же такое сила тяжести в физике? Кто её впервые обнаружил? И какое значение она имеет в жизни нашей планеты? Вы сможете грамотно ответить на эти вопросы, если прочитаете нашу статью.
Что это такое?
Определение силы тяжести таково: она представляет собой физическую векторную величину, которая способна оказывать влияние на абсолютно любое тело со стороны других тел. Исходя из законов физики, мы знаем, что сила всегда имеет конкретное направление.
Как действует сила тяжести? Она представляет собой проявление природной силы гравитации и является совокупностью силы гравитационного притяжения и центробежной силы инерции. Все тела на Земле притягиваются друг к другу. Это происходит благодаря действию гравитации. Конечно же, в обычной жизни мы этого явления не замечаем. Однако таковы законы природы, которые мы никак не можем изменить. Наша планета притягивает все предметы, которые расположены вокруг. Таким образом, сила тяжести представляет собой силу, с которой Земля притягивает тело, расположенное на поверхности планеты или в её близи.
сила тяжести
Законы физики гласят, что направление силы всегда устремлено к центру Земли. При этом каждое тело имеет свой центр тяжести. Именно на эту точку и воздействует сила.
Учёным удалось установить точную причину возникновения силы тяжести. Она действует в результате природного всемирного тяготения. Согласно этому физическому закону, все объекты, которые обладают массой, притягиваются друг к другу. Исследователи также выявили зависимость силы тяжести от массы. Было установлено, что чем больше масса тела, тем оно сильнее способно притягивать меньшие объекты. Это объясняет тот факт, что Земля, которая имеет огромную массу, притягивает все тела, расположенные в радиусе действия планеты.
Теперь вы знаете, в чем заключается суть силы тяжести. Но кто же её открыл?
История открытия
Предпосылками открытия силы тяжести послужили труды многих выдающихся учёных. Так, известный философ Аристотель утверждал, что неведомая сила порождается движением тяжёлых физических стихий (вода, Земля). Архимед серьёзно занимался исследованием центра тяжести тел. Итальянский физик Галилео Галилей с особым интересом наблюдал за законами падения тел. Декарту удалось объяснить, как сила тяжести зависит от расстояния между центром планеты и объектом.
Именно эти научные открытия легли в основу размышлений известного учёного Исаака Ньютона. Исследователь смог обобщить все полученные знания и вывести новый закон природы.
Именно Исаак Ньютон является первооткрывателем закона всемирного тяготения. Интересный факт (правдивость которого доказать сложно) заключается в том, что Ньютон открыл теорию гравитации благодаря упавшему на него яблоку. Когда молодому человеку было двадцать три года, он начал размышлять о том, почему фрукт падает перпендикулярно к поверхности Земли. Почему яблоко не может упасть, например, вверх или вбок? Именно таким вопросом задался молодой учёный. Впоследствии Ньютон убедился в том, что яблоко и Земля притягиваются друг к другу.
сила тяжести и вес
Известно, что Исааку Ньютону потребовалось два десятилетия, чтобы сформулировать закон всемирного тяготения. Впервые мир узнал о теории Ньютона в 1687 году. Именно в это время в свет вышел его научный труд под названием «Математические начала натуральной философии». Благодаря теории Иссака Ньютона учёные смогли научно обосновать движение планет вокруг Солнца. Теперь стало понятно, в связи с чем планеты Солнечной системы движутся не по кругу, а по эллиптической орбите.
Многие спросят: если все тела притягиваются друг к другу, то почему тогда люди ощущают только притяжение к Земле, а не к шкафу или к холодильнику, например? Здесь уже нужно учитывать расстояние и массу. Дело в том, что пока предмет имеет небольшую массу, а расстояние значительное, человек не может ощущать никакого притяжения. Только если речь идёт о таком огромном объекте, как Земля, мы можем ощутить силу тяжести.
Масса и скорость
Как найти силу тяжести? На основе вышесказанного можно сделать вывод, что сила тяжести имеет прямую зависимость от массы объекта и планеты, на которой он расположен. Если вы в школе любили изучать физику, то должны помнить, что сила тяжести обозначается буквой F. Иногда обозначают так: Fтяж.
Силу тяжести можно определить по формуле: F=m×g (m — масса тела; g — ускорение свободного падения).
Законы физики гласят, что свободно падающее тело способно ускоряться по мере приближения к поверхности планеты. Ускорение свободного падения: g=9,81 м/сек². Эту величину необходимо знать, чтобы рассчитать силу тяжести.
сравнение сил: таблица
Формулу силы тяжести можно применить к каждому телу, расположенному на Земле. Абсолютно для всех тел ускорение свободного падения имеет одно и то же числовое выражение. Это можно доказать, проделав довольно простой эксперимент. Попробуйте поместить предметы, имеющие различный вес, в стеклянную колбу. Если вы откачаете из колбы воздух и перевернете её, то непременно заметите, что падение всех предметов будет происходить с одной и той же скоростью, несмотря на то, что их масса различна.
Так что формулу силы тяжести F=m×g смело можно применить как к тяжелому кирпичу, так и к легкому пёрышку.
Роль силы тяжести в жизни человека
Важная роль силы тяжести в физике заключается в том, что она способна удерживать атмосферу вокруг нашей планеты. Человечество не сможет существовать без ее влияния. Круговорот воды и веществ на Земле возможен только благодаря действию гравитации. Все живые существа на нашей планете способны существовать лишь в условиях силы тяжести. Мы ориентируемся в пространстве на Земле благодаря тому, что имеем вестибулярный аппарат, который способен определять направление силы и её величину.
сила тяжести и ее роль в жизни человека
Недавно учёным удалось выявить, что по мере увеличился возраста планеты сила тяжести тоже возрастает. Благодаря последним наблюдениям мы узнали, что со временем под воздействием гравитации поверхность Земли подвергается изменениям. Так, сила притяжения оказывает влияние на земную кору. Её структура постепенно меняется. Земля постепенно увеличивала свою массу. Это привело к тому, что гравитационное притяжение стало собирать всё больше и больше материала из космического пространства. Этот факт и породил изменения в структуре нашей планеты.
Примеры воздействия силы тяжести в быту можно отыскать повсюду. Ещё одно интересное наблюдение связано с влиянием силы тяжести на наш организм. Исследователи установили, что гравитация оказывает значительное влияние на процесс старения человека. По мнению учёных, кожа на лице, которая с возрастом теряет свою упругость, начинает обвисать под воздействием силы тяжести. Это неизбежный процесс, исправить который можно с помощью регулярных масок, массажа и гимнастики для мышц лица.
Эксперименты учёных привели к выводу, что предельная для человеческого организма гравитация может превышать земную не более чем в четыре раза. Если сила тяжести достигнет больших значений, то человек просто не сможет нормально передвигаться и ориентироваться в пространстве. Учёные заявили, что если гравитация превысит земную в десять раз, то скелет человека начнёт ломаться под тяжестью тела.
Теперь вам стало известно множество фактов о силе тяжести. Это физическое явление необходимо для поддержания жизни на Земле. По мнению учёных, ее отсутствие привело бы к атрофии мышц, вымыванию кальция из костей, нарушению ориентации в пространстве и другим негативным явлениям. Только представьте — даже обычное глотание еды или воды будет затруднено без действия силы тяжести!
Автор: Виктория Комарова
