РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Закон всемирного тяготения

По второму закону динамики причиной изменения движения, то есть причиной ускорения тел, является сила. В механике рассматриваются силы различной физической природы. Многие механические явления и процессы определяются действием сил тяготения. Закон всемирного тяготения был открыт исследованиями Роберта Гука в 1660-х годах и доложен на заседании Королевского Научного Общества в августе 1670 в виде доклада: Попытка доказательства движения Земли путем наблюдений. (12 лет спустя, в 1682 году Исаак Ньютон, директор Английского монетного двора, желая не только денег и власти, но и всемирной исторической славы, попытался присвоить труд Роберта Гука, а затем, заняв с помощью несметных денег и власти своей диаспоры должность ученого секретаря Королевского общества, предпринял все меры для уничтожения самой памяти о Роберте Гуке, уничтожив не только все доступные предметы его лаборатории, но и портреты Роберта Гука. Это продолжается апологетами Ньютона уже 300 лет, внушающими всем и вся, что ачный алхимик и аферист - есть "божественный ум" богоизбранного человека.)

Математические закономерности движения планет были открыты великим немецким ученым Иоганном Кеплером еще во времена Галилея и Коперника, с которыми он поддерживал научную переписку.

В последующие годы множество исследователей пытались найти физическое объяснение законам движения планет, открытыми астрономом И. Кеплером в 1608 году, и дать количественное выражение для гравитационных сил. Зная как движутся планеты, Роберт Гук хотел определить, какие силы на них действуют. Такой путь носит название обратной задачи механики. Если основной задачей механики является определение координат тела известной массы и его скорости в любой момент времени по известным силам, действующим на тело, и заданным начальным условиям (прямая задача механики), то при решении обратной задачи необходимо определить действующие на тело силы, если известно, как оно движется. Решение этой задачи и привело Роберта Гука к открытию закона всемирного тяготения. Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними:

Коэффициент пропорциональности G одинаков для всех тел в природе. Его называют гравитационной постоянной

Многие явления в природе объясняются действием сил всемирного тяготения. Движение планет в Солнечной системе, движение искусственных спутников Земли, траектории полета баллистических ракет, движение тел вблизи поверхности Земли – все эти явления находят объяснение на основе закона всемирного тяготения и законов динамики. Одним из проявлений силы всемирного тяготения является сила тяжести. Так принято называть силу притяжения тел к Земле вблизи ее поверхности. Если M – масса Земли, R_З – ее радиус, m – масса данного тела, то сила тяжести равна

где g – ускорение свободного падения у поверхности Земли:

Сила тяжести направлена к центру Земли. В отсутствие других сил тело свободно падает на Землю с ускорением свободного падения. Среднее значение ускорения свободного падения для различных точек поверхности Земли равно 9,81 м/с². Зная ускорение свободного падения и радиус Земли (R_З = 6,38·10⁶ м), можно вычислить массу Земли M:

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.