Силы в механике

Сила тяжести

Вблизи поверхности Земли все тела падают с одинаковым ускорением, которое называют ускорением свободного падения и обозначают буквой g. Отсюда вытекает, что в системе отсчета, связанного с Землей, на всякое тело действует сила.

.

Эта сила называется силой тяжести. Она приблизительно равна силе гравитационного притяжения тела к Земле.

.

где m — масса тела, М — масса Земли, R — радиус Земли, G - гравитационная постоянная.

Различие между силой тяжести и гравитационной силой обусловлено тем, что система отсчета, связанная с Землей не вполне инерциальна. Это различие мало и в первом приближении силу тяжести можно считать равной силе, с которой тело притягивается к Земле.

Если подвесить тело (рис. 2.3,а), или положить его на опору (рис. 2.3,б), оно будет покоиться относительно Земли. В этом случае сила тяжести уравновешивается силой R, которую называют реакцией подвеса или опоры.

По третьему закону Ньютона тело действует на подвес или опору с силой, которую называют весом тела.

Итак, вес тела — это сила, с которой тело действует на подвес или опору вследствие гравитационного притяжения к Земле.

Поскольку силы и (рис. 2.3) уравновешивают друг друга, выполняется соотношение. Вес есть сила, с которой тело действует на подвес (или опору), — есть сила, с которой подвес (или опора) действует на тело. Согласно третьему закону Ньютона должно выполняться соотношение .

Сравнение обоих соотношений дает, что.

(2.6).

Таким образом, вес и сила тяжести равны друг другу. Однако приложены к разным телам — вес к подвесу (или опоре), сила тяжести — к самому телу. кинематика скорость ускорение ньютон Равенство (2.6) имеет место только в том случае, когда подвес (или опора), а следовательно, и тело покоится относительно Земли (или движется без ускорения).