Гравитация, она же притяжение или тяготение, - это универсальное свойство материи, которым обладают все предметы и тела во Вселенной. Суть гравитации залучается в том, что все материальные тела притягивают к себе все другие тела, находящиеся вокруг.

Земное притяжение

Если гравитация - это общее понятие и качество, которым обладают все предметы во Вселенной, то земное притяжение - это частный случай этого всеобъемлющего явления. Земля притягивает к себе все материальные объекты, находящиеся на ней. Благодаря этому люди и животные могут спокойно перемещаться по земле, реки, моря и океаны - оставаться в пределах своих берегов, а воздух - не летать по бескрайним просторам Космоса, а образовывать атмосферу нашей планеты.

Возникает справедливый вопрос: если все предметы обладают гравитацией, почему Земля притягивает к себе людей и животных, а не наоборот? Во-первых, мы тоже притягиваем к себе Землю, просто, по сравнению с ее силой притяжения наша гравитация ничтожно мала. Во-вторых, сила гравитации прямо пропорционально зависит от массы тела: чем меньше масса тела, тем ниже его гравитационные силы.

Второй показатель, от которого зависит сила притяжения - это расстояние между предметами: чем больше расстояние, тем меньше действие гравитации. В том числе благодаря этому, планеты движутся на своих орбитах, а не падают друг на друга.

Примечательно, что своей сферической формой Земля, Луна, Солнце и другие планеты обязаны именно силе тяготения. Она действует в направлении центра, подтягивая к нему вещество, составляющее «тело» планеты.

Гравитационное поле Земли

Гравитационное поле Земли - это силовое энергетическое поле, которое образуется вокруг нашей планеты благодаря действию двух сил:

• гравитации;
• центробежной силе, которая своим появление обязана вращению Земли вокруг своей оси (суточное вращение).

Поскольку и гравитация, и центробежная сила действуют постоянно, то и гравитационное поле является постоянным явлением.

Незначительное воздействие на поле оказывают силы тяготения Солнца, Луны и некоторых других небесных тел, а также атмосферных масс Земли.

Закон всемирного тяготения и сэр Исаак Ньютон

Английский физик, сэр Исаак Ньютон, согласно известной легенде, однажды гуляя по саду днем, увидел на небе Луну. В это же время с ветки упало яблоко. Ньютон тогда занимался изучением закона движения и знал, что яблоко падает под воздействием гравитационного поля, а Луна вращается по орбите вокруг Земли.

И тут в голову гениальному ученому, озаренную инсайтом, пришла мысль, что, возможно, яблоко падает на землю, подчиняясь той же силе, благодаря которой Луна находится на своей орбите, а не носится беспорядочно по всей галактике. Так был открыт закон всемирного тяготения, он же Третий закон Ньютона.

На языке математических формул этот закон выглядит так:

F = GMm/D 2 ,

где F - сила взаимного тяготения между двумя телами;

M - масса первого тела;

m - масса второго тела;

D 2 - расстояние между двумя телами;

G - гравитационная постоянная, равная 6,67х10 -11 .

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.

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.