Когда-то известнейший французский физик и астроном Араго сказал, что если бы человек не наблюдал постоянно падение тел, то сила притяжения земли была бы для него наиболее удивительным явлением. Многие вещи мы часто не замечаем только потому, что давно уже к ним привыкли. И если нам скажут, что сила гравитационного притяжения действует между любыми двумя телами, в это достаточно трудно поверить, так как в обыденной жизни мы этого попросту не видим. Почему так происходит?

Вездесущие и незаметные силы гравитации

Почему друг к другу не притягиваются люди, машины, камни? Причина в том, что сила притяжения между небольшими предметами очень мала. Проще всего это показать на наглядном примере. Предположим, что на расстоянии в два метра друг напротив друга стоят два человека. Если принять, что у обоих из них вес средний, то сила притяжения между ними будет меньше одной сотой миллиграмма. Не всякий прибор смог бы зарегистрировать такое воздействие. По сути, оно равно такой силе, с которой гирька в 1/100 000 грамма оказывает давление на чашу весов. Поэтому понятно, что такое воздействие просто не способно сдвинуть людей с места, ведь мешает сила трения их подошв о земную поверхность, равная примерно 30% веса тела. Для того чтобы сдвинуть человека, стоящего на деревянном полу, понадобится приложить усилие не менее 20 кг. Если сравнить эту величину с одной сотой миллиграмма, то становится очевидно, что сила притяжения между разными объектами в реальной жизни ничтожно мала.

Если бы не было силы трения…

Давайте немного пофантазируем. Представим себе, что сила трения вдруг перестала существовать. Что бы тогда произошло в описанном выше примере? Сила притяжения смогла бы беспрепятственно проявить себя в действии, но из-за ее малой величины сближение двух людей происходило бы очень и очень медленно. Так, в течение первых 60 минут они бы приблизились друг к другу всего лишь на 3 см, через час - еще на 9 см, а через три часа - на целых 15 см. Но, несмотря на ускорение, для того чтобы оба человека приблизились вплотную, понадобится не менее пяти часов.

Перенесемся в космос

Мизерная в отношении малых тел сила притяжения достигает внушительных величин, если говорить о небесных телах, имеющих колоссальную массу. Так, даже такая далекая от нас планета, как Нептун, которая находится практически на самом краю нашей Солнечной системы, оказывает на Землю воздействие в целых 18 000 000 тонн! До Солнца 150 млн км. Это расстояние кажется огромным, но, если бы не сила гравитации, которая прочно удерживает нашу планету на орбите, Земля бы давно умчалась бороздить бездонные глубины мирового пространства.

Почему небесные тела не сталкиваются

Если воздействие гравитации в космосе настолько велико, то что же тогда препятствует столкновению звезд? Этот вопрос задавали еще Ньютону. В принципе, если бы небесные тела находились в неподвижном состоянии, то они рано или поздно слились бы в одну кучу. Но поскольку планеты, звезды и галактики движутся, то этого не происходит. Они словно «падают» на притягивающие их центры масс и постоянно «промахиваются», описывая при этом свои круговые или вытянутые орбиты. При этом гравитация, которая существует между ними, столь мала, что практически не мешает их движению.

Почему все предметы падают вниз, когда они теряют точку опоры, а человек, подпрыгнувший вверх, снова оказывается на земле? Ответ на этот вопрос лежит в плоскости и объясняется гравитацией (в переводе с латинского - «тяжёлый», «весомый») или, другими словами, земным притяжением, неотъемлемым свойством материи. Сущность этого явления заключается в том, что все тела друг к другу притягиваются. К примеру, Земля своей силой тяготения удерживает на себе абсолютно всё: деревья, дома, людей, воду и т.д. Благодаря гравитации мы ходим, а не улетаем в пространство Вселенной.

Что же представляет собой сила земного притяжения, если её нельзя ни увидеть, ни почувствовать? Дело в том, что она являет собой очень тонкое взаимодействие, зависящее от расстояния между объектами, а также от их массы. Если масса объекта маленькая, то и сила его тяжести, соответственно, будет слабая. Поэтому, говоря о небольших предметах, можно сказать, что она и вовсе отсутствует. Даже у таких крупных тел, как горы, притяжение составляет всего лишь 0,001% по сравнению с земным.

Однако если рассматривать звезды и планеты, то сила тяготения становится ощутимой, потому что их размеры и вес во много раз превышают то, что окружает нас. И причина того, почему все предметы падают вниз, объясняется тем, что масса нашей Земли значительно больше, чем у человека или же у какого-либо другого объекта. В

силу этого упавший лист окажется именно на полу, а не притянется к какому-то рядом стоящему телу. Хотя тяготение и зависит от расстояния (чем ближе предметы расположены друг к другу, тем сильнее их взаимное притяжение), тем не менее масса планеты оказывает более существенное воздействие на гравитацию.

Теперь может возникнуть вопрос: почему все предметы падают вниз, а Луна - нет? Объясняется этот феномен тем, что из-за постоянного движения вокруг Земли она под действием силы тяготения удерживается. Вот если бы Луна стояла, а не вращалась, то, как и любой другой предмет, она тоже бы упала в соответствии с физическими законами.

Принцип всемирной гравитации открыл английский ученый Ньютон. Он первый доказал его существование и влияние на все объекты Вселенной. Именно эта сила заставляет все планеты двигаться вокруг Солнца, человека - ходить по земле, а яблоко - падать вниз.

Закон земного притяжения (он же гласит: все тела направляются к центру Земли, получая при этом ускорение Это открытие оказало огромное влияние на развитие и на человечество в целом. Благодаря ему ученые могут определять с большой точностью массу а также положение космических тел, автоматических аппаратов и траекторию их движения в небе на несколько десятков лет вперёд. Этот закон объясняет, почему все предметы падают вниз, почему вода не выплёскивается в пространство, как происходят Кроме этого, он позволяет открывать новые Вселенные не только путем наблюдений, но и при помощи математических вычислений.

Притягивает Земля, притягивает Солнце, Луна, планеты, звезды – гигантские небесные тела. А притягивают ли небольшие окружающие нас предметы? Вот стоят на улице рядом два грузовика – действует ли притяжение между ними? В вашей комнате стоят шкафы, столы, стулья – притягивают ли они друг друга? Притягивают ли еще меньшие предметы – книги, посуда, расставленная на столе? Наконец, притягиваем ли мы сами?

Да, все эти предметы притягивают , хотя мы обычно и не замечаем этого. Закон тяготения – всеобщий закон природы. Почему притяжение небольших тел незаметно? Прежде всего потому, что оно очень мало. Ведь сила притяжения зависит от массы тел. Масса Земли огромна – тысячи миллиардов миллиардов тонн. Сколь ничтожна в сравнении с этим масса, а значит, и сила притяжения окружающих нас предметов! Большое значение имеет и расстояние. Чтобы действие притяжения небольших предметов было заметным, расстояние между нашими шкафами или тарелками для этого слишком велико.

Вот некоторые примеры силы притяжения в мире небольших тел. Даже два корабля с массой по 25 000 т, стоящие на рейде на расстоянии 100 м один от другого, притягивают друг друга с силой 400 г. Между двумя 50-тонными вагонами на таком же расстоянии сила притяжения равна 0,0016 г. Для предметов меньшей массы надо рассматривать притяжение на меньшем расстоянии. Между двумя тяжелыми металлическими шарами по 1 т на расстоянии 1 м между их центрами сила притяжения равна 6 2/3 тысячным долям грамма. А два человека среднего веса на таком же расстоянии в 1 м притягивают один другого с силой всего лишь в стотысячные доли грамма. Такая «сила» не разорвет и тонкой паутины. Но притягивают друг друга и два яблока по 100 г каждое, однако даже на расстоянии 10 см сила притяжения между ними равна всего одно 250-миллионной доле грамма.

Как ни малы эти силы притяжения между окружающими нас небольшими предметами, они все-таки должны были бы как-то себя проявлять. Как и всякие силы, они, казалось бы, могли приводить предметы в движение и вызывать их приближение друг к другу – пусть очень медленное. Наша мебель и другие предметы в комнате должны были бы медленно сблизиться и сгрудиться где-нибудь в одном месте. Так же должна бы сблизиться и посуда, расставленная на столе…

Почему же этого не происходит? Оказывается, препятствует трение. Между ножками мебели и полом, между посудой и скатертью действуют силы трения, тормозящие движение. При этом сила трения гораздо больше, чем сила притяжения между небольшими предметами. Мы видели, что два человека на расстоянии 1 м притягивают друг друга с силой в стотысячные доли грамма. А чтобы преодолеть трение между подошвами их ног и полом, нужна сила не меньше 20 кг, то есть примерно в миллиард раз большая!

Вот если бы не было трения, если бы оно почему-либо исчезло, картина стала бы совершенно иной. Мы не могли бы ходить, так как ниши ноги скользили бы по полу и не могли бы отталкиваться от него. Остановился бы и транспорт. Выпали бы гвозди, вывернулись винты, распались ткани, упала бы с наших плеч и расшилась одежда, так как все держится силой трения.

В этом воображаемом мире без трения заметно проявилось бы притяжение между небольшими предметами. Оно вызвало бы их приближение друг к другу. Мы с удивлением заметили бы, как наши кровати, столы и стулья начали бы медленно скользить друг к другу и в конце концов сгрудились бы в общей куче.

Правда, предметы ползли бы друг к другу очень медленно, так как в движение приводила бы их ничтожно малая сила притяжения. Однако постепенно скорость увеличивалась бы. Так, два человека, стоящие друг от друга на расстоянии 2 м, в течение первого часа сблизились бы всего на 3 см. Но в течение второго часа – уже на 9 см, а в течение третьего, на 15 см. И только через пять часов они вплотную соприкоснулись бы друг с другом. Скорость сближения нарастала бы с каждой секундой и при неизменной силе. Но в данном случае с уменьшением расстояния увеличивалась бы сила притяжения. А от этого сближение происходило бы быстрее.

Заметьте, что сила трения между предметами и их опорой зависит от их веса – значит, от силы притяжения Земли .

Выходит, что близость Земли и ее огромное притяжение вызывают то большое трение, которое мешает действию притяжения между небольшими телами. А поэтому вдали от Земли и других больших космических тел – где-нибудь в межзвездном пространстве – притяжение между небольшими предметами (на малых расстояниях) проявилось бы заметнее и вызвало бы у них медленное движение друг к другу