I. механика

Что же упало на голову Ньютона?

О природе силы, которая притягивает предметы к земле, люди задумывались во все времена, но приоткрыть завесу тайны удалось только в XVII столетии Исааку Ньютону. Основу для его прорыва заложили труды Кеплера и Галилея – блестящих ученых, изучавших движения небесных тел.


Вопреки распространенной легенде о голове и яблоке, Ньютон шел к пониманию природы гравитации более двадцати лет. Его закон гравитации – одно из самых значимых научных открытий всех времен и народов. Он универсален и позволяет вычислять траектории небесных тел и точно описывает поведение предметов, окружающих нас. Классическая теория тяготения заложила основы небесной механики. Три закона Ньютона дали ученым возможность открывать новые планеты буквально «на кончике пера», в конце концов благодаря им человек смог преодолеть земную гравитацию и совершить полет в космос. Они подвели строгую научную базу под философскую концепцию о материальном единстве мироздания, в котором все природные явления взаимосвязаны и управляются общими физическими правилами.

Ньютон не просто опубликовал формулу, позволяющую высчитать, чему равна сила, притягивающая тела друг к другу, он создал целостную модель, в которую также вошел математический анализ. Данные теоретические выводы были неоднократно подтверждены на практике, в том числе и с помощью самых современных методов.

В ньютоновской теории любой материальный объект порождает поле притяжения, которое называется гравитационным. Причем сила пропорциональна массе обоих тел и обратно пропорциональна расстоянию между ними:

F = (G m1 m2)/r2

В повседневной жизни и в прикладных дисциплинах о силе, с которой земля притягивает тело, говорят как о его весе. Притяжение между двумя любыми материальными объектами во Вселенной – вот что такое гравитация простыми словами.

Сила притяжения – самое слабое из четырех фундаментальных взаимодействий физики, но благодаря своим особенностям она способна регулировать движение звездных систем и галактик:

  • Притяжение работает на любых расстояниях, в этом главное отличие силы тяжести от сильного и слабого ядерного взаимодействия. С увеличением расстояния его действие уменьшается, но оно никогда не становится равным нулю, поэтому можно сказать, что взаимное влияние оказывают даже два атома, находящиеся на разных концах галактики. Просто оно очень мало;
  • Гравитация универсальна. Поле притяжения присуще любому материальному телу. Ученые пока не обнаружили на нашей планете или в космосе объект, который бы не участвовал во взаимодействии данного типа, поэтому роль гравитации в жизни Вселенной огромна. Этим тяготение отличается от электромагнитного взаимодействия, влияние которого на космические процессы минимально, поскольку в природе большинство тел электрически нейтральны. Гравитационные силы нельзя ограничить или экранировать;
  • Тяготение действует не только на материю, но и на энергию. Для него не имеет никакого значения химический состав объектов, играет роль только их масса.

Несмотря на огромное значение для дальнейшего развития науки, ньютоновские законы имели целый ряд слабых мест, не дававших покоя исследователям. Было непонятно, как действует гравитация через абсолютно пустое пространство на огромные расстояния, причем с непостижимой скоростью. Кроме того, постепенно стали накапливаться данные, которые противоречили законам Ньютона: например, гравитационный парадокс или смещение перигелия Меркурия. Стало очевидным, что теория всемирного тяготения требует доработки. Эта честь выпала на долю гениального немецкого физика Альберта Эйнштейна.

Квантовая теория гравитации

Основная статья: Квантовая гравитация

Краткий обзор различных семейств элементарных и составных частиц и теории, описывающие их взаимодействия. Элементарные частицы слева — фермионы, справа — бозоны. (Термины — гиперссылки на статьи ВП)

Несмотря на более чем полувековую историю попыток, гравитация — единственное из фундаментальных взаимодействий, для которого пока ещё не построена общепризнанная непротиворечивая квантовая теория. При низких энергиях, в духе квантовой теории поля, гравитационное взаимодействие можно представить как обмен гравитонами — калибровочными бозонами со спином 2. Однако получающаяся теория неперенормируема, и поэтому считается неудовлетворительной.

В последние десятилетия разработаны несколько перспективных подходов к решению задачи квантования гравитации: теория струн, петлевая квантовая гравитация и прочие.

Теория струн

Основная статья: Теория струн

В ней вместо частиц и фонового пространства-времени выступают струны и их многомерные аналоги — браны. Для многомерных задач браны являются многомерными частицами, но с точки зрения частиц, движущихся внутри этих бран, они являются пространственно-временными структурами. Вариантом теории струн является М-теория.

Петлевая квантовая гравитация

Основная статья: Петлевая квантовая гравитация

В ней делается попытка сформулировать квантовую теорию поля без привязки к пространственно-временному фону, пространство и время по этой теории состоят из дискретных частей. Эти маленькие квантовые ячейки пространства определённым способом соединены друг с другом, так что на малых масштабах времени и длины они создают пёструю, дискретную структуру пространства, а на больших масштабах плавно переходят в непрерывное гладкое пространство-время. Хотя многие космологические модели могут описать поведение вселенной только от Планковского времени после Большого Взрыва, петлевая квантовая гравитация может описать сам процесс взрыва, и даже заглянуть раньше. Петлевая квантовая гравитация позволяет описать все частицы стандартной модели, не требуя для объяснения их масс введения бозона Хиггса.

Причинная динамическая триангуляция

Причинная динамическая триангуляция — пространственно-временное многообразие в ней строится из элементарных евклидовых симплексов (треугольник, тетраэдр, пентахор) размеров порядка планковских с учётом принципа причинности. Четырёхмерность и псевдоевклидовость пространства-времени в макроскопических масштабах в ней не постулируются, а являются следствием теории.

Проект «Зависит ли сила удара при падении от высоты»

Опыты над телами, подвергающимися воздействию разных сил, проводились еще в древности. До нас дошли свидетельства про опыты Галилея.

Галилео Галилей – итальянский физик, математик, астроном, философ, который сыграл видную роль в Научной Революции. Говорят, что он якобы бросил предметы с Пизанской башни, чтобы доказать, что эти объекты упадут одновременно, независимо от их массы, сформулировав, таким образом, закон свободного падения. Мы проведём подобный эксперимент и постараемся определить, как высота влияет на силу удара.

Цель – узнать, испытают ли падающие объекты, брошенные с большой высоты, более сильный удар, чем объекты, упавшие с небольшого расстояния.

Что нам понадобится:

  • маленький твёрдый мяч (как мяч для гольфа);
  • большая прозрачная коробка с песком внутри;
  • высокое здание с окнами на одной стороне или лестницей (пожалуйста, будьте осторожны);
  • линейка и метровая линейка;
  • весы;
  • друг, который вам поможет;
  • ручка и бумага для записей.

Ход эксперимента:

Взвесьте мяч на весах, запишите результаты. Измерьте расстояние от того места, с которого вы собираетесь бросить мяч, до поверхности песка. Начните с небольшой высоты. Запишите расстояние. Просто уроните мяч, прямо в песок. Не прилагайте усилий

То есть, не бросайте мяч. Осторожно возьмите мяч из песка, измерьте глубину выемки, которую он проделал, если таковая имеется. Затем повторите шаги 2-4, но увеличивайте высоту. Помните, что нужно просто ронять мяч, а не бросать, поскольку это повлияет на результат. Теперь мы собираемся узнать силу удара с разной высоты

Помните, что гравитация всегда составляет 9,81 м/с² (метр на секунду в квадрате). Мы подсчитаем скорость в момент удара при помощи этой формулы:

v=√2gh(квадратный корень),

где g – гравитация,h – высота, с которой роняли мяч (которую нужно был записать).

  1. Это покажет скорость непосредственно перед столкновением с поверхностью земли.
  2. Чтобы подсчитать кинетическую энергию (в джоулях), нам понадобится следующая формула:

KE=mv2/2,


где m – масса объекта в килограммах,v – скорость.

  1. Чтобы вычислить среднюю силу удара (в ньютонах) используется принцип работы энергии:

d = расстояние после столкновения (которое вы должны измерить в песке). Так в каком случае сила удара была выше?

Таблица

Расстояние Расстояние после удара
___________м
___________м

Вывод:

Почему, если бросить мяч вниз, а не просто уронить его, результаты эксперимента изменятся? Откуда мы знаем, что гравитация всегда составляет 9,81 м/с²? Что это вообще такое?

Гравитационное излучение

Экспериментально измеренное уменьшение периода обращения двойного пульсара PSR B1913+16 (синие точки) с высокой точностью соответствует предсказаниям ОТО по гравитационному излучению (чёрная кривая)

Одним из важных предсказаний ОТО является гравитационное излучение, наличие которого было подтверждено прямыми наблюдениями в 2015 году. Однако и раньше были весомые косвенные свидетельства в пользу его существования, а именно: потери энергии в тесных двойных системах, содержащих компактные гравитирующие объекты (такие как нейтронные звезды или чёрные дыры), в частности, обнаруженные в 1979 году в знаменитой системе PSR B1913+16 (пульсаре Халса — Тейлора) — хорошо согласуются с моделью ОТО, в которой эта энергия уносится именно гравитационным излучением.

Гравитационное излучение могут генерировать только системы с переменным квадрупольным или более высокими мультипольными моментами, этот факт говорит о том, что гравитационное излучение большинства природных источников направленное, что существенно усложняет его обнаружение. Мощность гравитационного n{\displaystyle n} -польного источника пропорциональна (vc)2n+2{\displaystyle (v/c)^{2n+2}}, если мультиполь имеет электрический тип, и (vc)2n+4{\displaystyle (v/c)^{2n+4}} — если мультиполь магнитного типа, где v{\displaystyle v} — характерная скорость движения источников в излучающей системе, а c{\displaystyle c} — скорость света в вакууме. Таким образом, доминирующим моментом будет квадрупольный момент электрического типа, а мощность соответствующего излучения равна:

L=15Gc5⟨d3Qijdt3d3Qijdt3⟩,{\displaystyle L={\frac {1}{5}}{\frac {G}{c^{5}}}\left\langle {\frac {d^{3}Q_{ij}}{dt^{3}}}{\frac {d^{3}Q^{ij}}{dt^{3}}}\right\rangle ,}

где Qij{\displaystyle Q_{ij}} — тензор квадрупольного момента распределения масс излучающей системы. Константа Gc5=2,76⋅10−53{\displaystyle {\frac {G}{c^{5}}}=2{,}76\cdot 10^{-53}} (1/Вт) позволяет оценить порядок величины мощности излучения.

Начиная с 1969 года (эксперименты Вебера (англ.)), создаются детекторы гравитационного излучения. В США, Европе и Японии в настоящий момент существует несколько действующих наземных детекторов (LIGO, VIRGO, TAMA (англ.), GEO 600), а также проект космического гравитационного детектора LISA (Laser Interferometer Space Antenna — лазерно-интерферометрическая космическая антенна). Наземный детектор в России разрабатывается в Научном центре гравитационно-волновых исследований «Дулкын» республики Татарстан.

Примечания

Всемирного тяготения закон // Физическая энциклопедия (в 5 томах) / Под редакцией акад. А. М. Прохорова. — М.: Советская Энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 348. — ISBN 5-85270-034-7.

 (англ.). Дата обращения 7 марта 2020.

↑ Новиков И. Д. Тяготение //Физический энциклопедический словарь. — под ред. А. М. Прохорова — М., Большая Российская энциклопедия, 2003. — ISBN 5-85270-306-0. — Тираж 10000 экз. — с

772—775

Удобство использования физической величины напряженности связано с тем, что она не зависит от конкретного тела, помещаемого в данную точку, (будет одинаковой, если мы поместим в эту точку разные тела разной массы) и, таким образом, является характеристикой только самого поля, не зависящего непосредственно от тела, на которое оно действует (косвенная зависимость может быть за счёт действия самого этого тела на тела-источники поля, и только при изменении в результате этого воздействия их положения).

То есть, речь не идет, конечно, об экранировке гравитационных полей, создаваемых другими источниками, которые могут находиться как внутри оболочки, так и вне её, а только лишь о том поле, которое создаётся самой оболочкой, именно его напряжённость равна нулю (а поля остальных источников тогда по принципу суперпозиции как раз останутся внутри сферической оболочки неизменными, как будто оболочки нет).

Это решение естественно получается используя формулу решения с одним точечным источником, приведенную выше, и принцип суперпозиции — то есть просто сложением полей от (бесконечного) множества точечных источников, массой ρdV{\displaystyle \rho dV} каждый, расположенных в соответствующих точках пространства.

Это утверждение не столько дело вкуса, сколько указание на то, что можно достаточно свободно пользоваться методами и результатами одной теории применительно к другой, невзирая на то, на электростатическом или гравитационном языке всё описано, соблюдая, конечно, минимально необходимую осторожность, когда дело касается их немногочисленных отличий и особенностей.

Д. Д. Иваненко, Г. А. Сарданашвили Гравитация, М.: Едиториал УРСС, 2004, ISBN 5-354-00538-8

10th International conference on General Relativity and Gravitation: Contribut. pap. — Padova, 1983. — Vol

2, 566 p.

Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Современные теоретические и экспериментальные проблемы теории относительности и гравитации». — М.: МГПИ, 1984. — 308 с.

Бутиков Е.И., Кондратьев А.С. Физика. Книга 1. Механика. — М.: Наука, 1994. — 138 с.

Спасский Б. И. История физики. — Т. 1. — С. 140—141.

Ход их рассуждений легко восстановить, см. Тюлина И. А., указ. статья, стр. 185. Как показал Гюйгенс, при круговом движении центростремительная сила F∼{\displaystyle F\sim } (пропорциональна) v2R{\displaystyle v^{2} \over R}, где v{\displaystyle v} — скорость тела, R{\displaystyle R} — радиус орбиты. Но v∼RT{\displaystyle v\sim {\frac {R}{T}}}, где T{\displaystyle T} — период обращения, то есть v2∼R2T2{\displaystyle v^{2}\sim {\frac {R^{2}}{T^{2}}}}. Согласно 3-му закону Кеплера, T2∼R3{\displaystyle T^{2}\sim R^{3}}, поэтому v2∼1R{\displaystyle v^{2}\sim {\frac {1}{R}}}, откуда окончательно имеем: F∼1R2{\displaystyle F\sim {\frac {1}{R^{2}}}}.

Точнее, никто не смог это сделать последовательно для эллиптических орбит. Для круговых, используя третий закон Кеплера и формулу Гюйгенса для центробежной силы, это было сделать довольно нетрудно, и сам Ньютон вспоминал, что сделал это довольно давно, но никому не сообщал, т. к. был не удовлетворен неудачей тогда с решением общей задачи. Это же, видимо, позже, сделал Гук (это его письмо сохранилось), побудивший Ньютона вернуться к общей задаче. Гук же обосновал второй закон Кеплера, применив методологически важный в тот момент прием суперпозиции свободного движения и движения с ускорением, направленным к центру. Однако только Ньютон решил в итоге задачу полностью, для некруговых орбит, впервые корректно и доказательно теоретически получив их форму, он же первый всё полно и систематически изложил.

, с. 25.

, с. 27.

, с. 27—29.

, с. 69—75.

Гинзбург В. Л. Гелиоцентрическая система и общая теория относительности (от Коперника до Эйнштейна) // Эйнштейновский сборник. — М.: Наука, 1973. — С. 63..

В. Паули Теория относительности, ОГИЗ, 1947

Фриш Д., Торндайк А. Элементарные частицы. — М.: Атомиздат, 1966. — С. 98.

Окунь Л. Б. Элементарное введение в физику элементарных частиц. — М.: Физматлит, 2009. — С. 105. — ISBN 978-5-9221-1070-9

Проект «Гравитация и баланс»

Сила гравитации – это склонность объектов двигаться по направлению к другим (более крупным) объектам. Земля – очень крупный объект, по сравнению со всеми остальными известными нам предметами, поэтому всё падает по направлению к ней. Если объект поддерживать, то есть с обеих сторон воздействовать на него с одинаковой силой, он находится в равновесии.

Этот проект изучает взаимосвязь между гравитацией и равновесием. Цели проекта:

  1. Провести эксперимент, связанный с равновесием.
  2. Найти способы использования равновесия.

Что нам понадобится:

  • компьютер с доступом в интернет;
  • цветной принтер;
  • цифровая камера;
  • обычные инструменты для офиса или поделок (бумага, ручки, картон, клей и т.д.);
  • металлические гвозди длиной 10 см (около 12 штук);
  • сырые яйца.

Все материалы можно найти дома или в магазине.

Ход эксперимента:

  1. Прочтите статьи по этой теме.
  2. Найдите ответы на все вопросы исследования, приведённые выше.
  3. Найдите и распечатайте интересные фотографии, где изображается физическое равновесие. На фотографиях могут быть гимнасты, конькобежцы, скульптуры, конструкции из металла и всё, что покажется подходящим.
  4. Также делайте фотографии во время проведения эксперимента.
  5. Примените равновесие на примере с гвоздями, как описано ниже.
  6. Проведите эксперимент, понаблюдайте за равновесием сырых яиц. Говорят, что это можно сделать только в первый день весны. Правда это или вымысел?
  7. Разработайте свой собственный уникальный эксперимент на равновесие (по желанию). Например, проведите опыт с полоской картона, изучая воздействие на нее сил гравитации и равновесия.
  8. Изложите результаты своих исследований в детальном отчёте.
  9. Включите интересные фотографии и модели в экспозицию своей научной выставки.
  10. Проведите соревнование по равновесию сырых яиц для посетителей вашей выставки.

Вывод:

Что такое гравитация? Что даёт нам ощущение физического равновесия? Какие технические изобретения полагаются на равновесие? Почему на велосипеде легче балансировать в движении, а не в неподвижном состоянии?

Искусственная гравитация и для чего она нужна

С силой тяжести связаны два понятия, которые, несмотря на свой текущий теоретический статус, хорошо известны широкой публике. Это антигравитация и искусственная гравитация.


Антигравитация – процесс противодействия силе притяжения, способный существенно уменьшить ее или даже заменить отталкиванием. Овладение подобной технологией привело бы к реальной революции в транспорте, авиации, исследовании космического пространства и кардинально изменило всю нашу жизнь. Но в настоящее время возможность антигравитации не имеет даже теоретического подтверждения. Более того, исходя из ОТО, подобный феномен и вовсе не осуществим, так как в нашей Вселенной не может быть отрицательной массы. Возможно, что в будущем мы узнаем о притяжении больше и научимся строить летательные аппараты на основе этого принципа.

Антигравитация. Увы, пока только так…

Искусственная сила тяжести – это рукотворное изменение существующей силы гравитации. Сегодня подобная технология нам не слишком нужна, но ситуация однозначно изменится после начала долгосрочных космических путешествий. И дело заключается в нашей физиологии. Тело человека, «приученное» миллионами лет эволюции к постоянной гравитации Земли, крайне негативно воспринимает воздействие пониженной силы тяжести. Длительное пребывание даже в условиях лунной гравитации (в шесть раз слабее земной) может привести к печальным последствиям. Иллюзию притяжения можно создавать с помощью других физических сил, например, инерции. Однако подобные варианты сложны и дорого стоят. В настоящий момент искусственная гравитация не имеет даже теоретических обоснований, очевидно, что ее возможная практическая реализация – это дело весьма отдаленного будущего.

Сила тяжести – это понятие, известное каждому еще со школьной скамьи. Казалось бы, ученые должны были досконально исследовать этот феномен! Но гравитация так и остается глубочайшей тайной для современной науки. И это можно назвать прекрасным примером того, насколько ограничены знания человека о нашем огромном и замечательном мире.

Автор статьи: Егоров Дмитрий Увлекаюсь военной историей, боевой техникой, оружием и другими вопросами, связанными с армией. Люблю печатное слово во всех его формах.

Аналогия с электростатикой

С точки зрения физики, гравитационное поле сильно отличается от электростатического — например, массы всегда притягиваются, а заряды могут и отталкиваться, в гравитации нет аналога таким эффектам, как электростатическая индукция и т. д. Однако классические математические модели обеих теорий во многом сходны, а в ряде случаев даже тождественны. В связи с этим для ньютоновской гравитации применимы по сути все те теоретические конструкции и методы решения задач, которые применяются в электростатике. В этом, формальном (но математически вполне содержательном) смысле, можно сказать, что теория одна.

Среди теорем и методов, одинаково имеющих силу (и место для применения) в ньютоновской теории гравитации и электростатике, можно назвать теорему Гаусса, теорему Ирншоу, метод изображений, метод конформных отображений, полностью теорию потенциала, не говоря уже о принципе суперпозиции и других разного рода математических принципах и приёмах.

Ньютоновская гравитация гораздо более точно соответствует эксперименту, чем электростатика — она реже даёт существенную ошибку, и величина этой ошибки обычно гораздо меньше. Также можно заметить, что более общие теории для гравитации и электростатики (это соответственно ОТО и электродинамика) совершенно различны.

Проект «Свободное падение. Невесомость в лифте»

Во время пребывания на космической станции космонавтам приходится сталкиваться с многочисленными неординарными ситуациями. Вероятно, одно из главных отличий жизни там наверху и здесь внизу – это ощущение «невесомости». Ничего не остаётся на месте, даже вы! Нет гарантии, что вода потечёт вниз, и если вы не пристегнёте себя к кровати, можете проснуться в кладовой.

Многие люди считают, что космонавты пребывают в невесомости, потому что там нет гравитации. Но как оказалось, космическая станция подвержена воздействию гравитации. Иначе как бы она оставалась на орбите? Фактически, гравитация Земли воздействует на космическую станцию на 10% меньше, чем на поверхности. Что же на самом деле происходит?

Когда что-то находится на орбите, говорят, что этот объект в состоянии свободного падения – он падает через пространство, без какого-либо противодействия. Но он падает в том же темпе, в котором поверхность Земли удаляется от него по кривой. Если объект падает вертикально на 30 метров, он также движется на таком же расстоянии от поверхности Земли по горизонтали. Обычно спутники падают, не ударяясь о землю.

В этом эксперименте вы сможете убедиться, как свободное падение, а также некоторые виды вертикального движения, изучаемые в физике, влияют на кажущийся вес объекта.

Ход эксперимента:

  1. Для начала изучите падение воды.
  2. Сделайте пару отверстий в дне чашки, наполните её водой. Понаблюдайте за тем, что происходит.
  3. Теперь бросьте чашку в ведро. Каким образом изменился поток воды из чашки в воздухе?
  4. Теперь можно исследовать, что происходит с весом в лифте.
  5. Поместите предмет с небольшой массой на весы, определите его вес.
  6. Держите весы возле пола, а затем быстро (но плавно) поднимите. Что происходит с весом?
  7. Держите весы высоко в воздухе, а затем быстро (но плавно) опустите вниз. Что происходит с весом? Есть ли разница между этими двумя случаями?
  8. Поднимитесь и спуститесь на несколько этажей в лифте. Возьмите с собой весы и предмет с небольшой массой.

Вывод:

В первой части опыта сразу после того, как вы налили воду в чашку, она начинает вытекать через отверстия на дне. Однако после того, как вы бросили чашку вниз, вода перестала вытекать во время падения.

Во второй части опыта вес заметно увеличивается, когда вы поднимаете весы вверх, и уменьшается, когда вы их опускаете. То же самое происходит в процессе проведения эксперимента в лифте. Почему? Говорят, будто в 1589 году Галилей бросил два мяча разной массы с Пизанской башни и заметил, что они упали на землю одновременно. Когда астронавт Дэвид Скот шагнул на поверхность Луны в 1971 году, он воспроизвёл эксперимент Галилея в практически полном вакууме атмосферы Луны, используя перо и молот. И действительно, оба предмета упали на поверхность одновременно!

Возможно, это звучит весьма парадоксально. Вы можете подумать, что гравитация больше влияет на молот и заставляет его упасть быстрее. Действительно, молот сильнее подвержен гравитационному ускорению, чем перо. Однако из-за того, что молот обладает более высокой массой, для любой силы (включая гравитацию) его сложнее сдвинуть с места. Постарайтесь толкнуть магазинную тележку и автомобиль, прилагая одинаковые усилия, и посмотрите, что будет поддаваться легче. Сопротивление движению отменяет более высокую гравитационную силу.

Когда вы бросаете чашку, вода и чашка падают с одинаковой скоростью. Вода вытекает, но чашка её подхватывает! Удивительно, но вода моментально задерживается внутри протекающей чашки.

То же самое происходит с космонавтами на борту космического корабля. Они кажутся невесомыми не по причине отсутствия гравитации, а потому что, как уже упоминалось ранее, они всё время пребывают в состоянии падения. То же самое происходит и со всем, что находится на борту: инструментами, продуктами питания, одеждой. Космонавты на космической станции подобны воде в чашке. Они падают вместе со станцией и могут находиться в состоянии невесомости.

Второй эксперимент идёт следом. Вес – это просто сила, воздействующая на ваше тело, благодаря гравитации. Когда вы поднимаете весы вверх, сила ваших рук должна преодолеть гравитационную силу. В этом случае вес кажется больше

Вес в процессе движения называется кажущимся весом, поскольку во внимание принимаются и другие силы гравитации. Когда вы опускаете весы вниз, сила ваших рук уменьшает силу гравитации и кажущийся вес снижается

Что произойдёт с весом, если вы поднимете весы, а затем бросите их? Как это перекликается с первым экспериментом?

Эксперимент в лифте не отличается, только в данном случае моторы лифта делают работу за вас. Как вы думаете, что бы произошло, если бы кабель лифта порвался?

Особенности ускорения тел в гравитационном поле

Эта удивительная двойственность является причиной того, что в одинаковом гравитационном поле ускорение совершенно различных объектов будет равным. Предположим, что у нас есть два тела. Присвоим одному из них массу z, а другому — Z. Оба объекта сброшены на землю, куда свободно падают.

Как определяется отношение сил притяжения? Его показывает простейшая математическая формула — z/Z. Вот только ускорение, получаемое ими в результате действия силы притяжения, будет абсолютно одинаковым. Проще говоря, ускорение, которое тело имеет в гравитационном поле, никак не зависит от его свойств.


С этим читают