Grawitacja – najważniejsze cechy

Grawitacja jest jedną z czterech tzw. sił natury, czyli podstawowych oddziaływań między ciałami. Jest to uniwersalna siła przyciągania między wszystkimi obiektami obdarzonymi masą.

Prawo powszechnego ciążenia mówi, że każde dwa ciała o masach m1 i m2 przyciągają się nawzajem z siłą F, zwaną siłą grawitacyjną, która jest wprost proporcjonalna do iloczynu mas tych ciał i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.

 

Współczynnik proporcjonalności G nazywany jest stałą grawitacji.

Każdej masie przypisuje się pewien obszar działania zwany polem. Pole to oddziałuje na drugą masę. Przestrzeń otaczającą źródło siły grawitacyjnej można scharakteryzować za pomocą wektora natężenia pola grawitacyjnego.

Np. jeśli jednym z ciał wytwarzających pole grawitacyjne będzie Ziemia to na każde ciało umieszczone w pobliżu będzie działała siła. Wektor siły jest skierowany do środka Ziemi a jej wartość to mg. Czyli każdemu punktowi w pobliżu Ziemi można przypisać wektor g, który nosi nazwę natężenia pola grawitacyjnego i jest przyspieszeniem, jakiego doznałoby ciało upuszczone w tym właśnie punkcie.

 

Z grawitacją można stowarzyszyć również pole skalarne. Taką wielkością skalarną, którą można przypisać każdemu punktowi wokół masy M jest potencjał grawitacyjny V, czyli grawitacyjna energia potencjalna przypadająca na jednostkę masy.

 

Prawo powszechnego ciążenia stosuje się do wszystkich oddziaływań grawitacyjnych, dzięki temu tłumaczy również ruch planet na orbitach.

Zanim zostało sformułowane to prawo, Kepler na podstawie obserwacji spostrzegł, iż ruch planet kieruje się trzema zależnościami:

* pierwsze prawo Keplera - określa kształt orbity planet. Każda z planet krąży po orbicie eliptycznej, a Słońce znajduje się w jednym z ognisk tej elipsy.

* drugie prawo Keplera to tzw. prawo pól. Linia łącząca każdą z planet ze Słońcem w równych odstępach czasu zakreśla równe pola.

* trzecie prawo Keplera - kwadrat okresu obiegu każdej z planet wokół Słońca jest proporcjonalny do sześcianu średniej odległości planety od Słońca. Jest to tzw. prawo okresów.