Ньютон, яблоко — все мы знаем эту удивительную историю. И возникла она не на пустом месте.

Согласно рассказам знакомых и близких Исаака Ньютона, история с яблоком и впрямь произошла с ученым. И именно упавший фрукт заставил Ньютона задуматься о гравитации.

Ученому было интересно, почему яблоко летит к Земле по перпендикулярной траектории — почему бы ему вдруг не наклониться вправо или влево, почему бы не упасть немного сбоку? Размышляя над этим вопросом, Ньютон пришел к выводу, что объекты на Земле словно бы «тянутся» друг к другу: планета притягивает к себе яблоко, и наоборот, фрукт притягивает к себе Землю. 

Развивая эту теорию, он понял, что все природные объекты притягиваются друг к другу с силой, зависящей от их масс, — в том числе, Луна и Земля, а также и другие тела во Вселенной.

Эта история произошла с Ньютоном в 1666 году, а спустя два десятилетия ученый описал свои выводы в документе и отдал в печать. Так появились основы теории о всемирном притяжении тел.

Закон всемирного тяготения — один из фундаментальных принципов в физике. Согласно ему, все физические тела притягиваются друг к другу с определенной силой, которая зависит от их массы и расстояния между ними.

Именно этот принцип объясняет, почему Земля вращается вокруг Солнца, а Луна — вокруг Земли. Кстати, и знакомые нам объекты не падают с поверхности планеты именно благодаря притяжению!

Закон всемирного тяготения действует не только на нашей планете и не только в нашей галактике — он распространяется на все тела во Вселенной, вне зависимости от их местоположения и размеров. Принцип, открытый Ньютоном, объясняет не только падение яблока на землю, но и движение галактик в космосе.

На языке науки это звучит так:

Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. 

Если мы попробуем выразить описанный выше закон при помощи формулы, то он примет такой вид:

, где F — это сила тяжести, а G — гравитационная постоянная, равная .

Теорию, сформулированную Ньютоном, часто применяют в решении задач. Но особенно она важна в следующих случаях:

1. если тела — точечные, то есть их размеры значительно меньше расстояния между ними;
2. если тела — это два однородных шара (расстоянием в данном случае будет дистанция между центрами шаров);
3. если тело — неопределенной формы и находится на поверхности однородного шарообразного объекта значительно бо́льшего размера и массы.

Теперь давай попробуем вместе решить задачу на применение изученного закона.

Условие:

Два одинаковых шара притягиваются друг к другу с силой . Масса каждого шара равна 100 кг. Найдите расстояние между шарами.  

Решение:

Для начала, взглянем на основную формулу: . 

Если в задаче спрашивается о расстоянии, значит, необходимо выразить значение R из формулы: .

Теперь подставим значения из условия задачи: , то есть

.



Ответ: расстояние между шарами приблизительно равно 0,1 м.

Закон всемирного тяготения не только помогает нам в решении задач по физике, но и напоминает о том, что великие открытия могут ждать в обыденных делах, а вдохновение порой приходит даже от падающего яблока. Так что не забывай искать чудеса в каждом дне жизни — и, как настоящий ученый, объясняй их при помощи законов физики!

Еще больше интересных задач тебя ждет на занятиях в Сотке. Мы составляем план занятий на основе кодификатора ФИПИ, поэтому даем только нужное для экзаменов. Записывайся, чтобы узнать подробности.

Какую величину обозначает буква G в записи закона всемирного тяготения?

— Силу тяжести.

— Гравитационную постоянную.

— Ускорение свободного падения.

Как иначе называются силы всемирного тяготения?

— Ньютоновские силы.

— Гравитационные силы.

— Силы тяжести.

С какой силой притягиваются Луна и Земля, массы которых равны кг и кг соответственно, а среднее расстояние между ними равно ?

— Н.

— Н.

— Н.