Grawitacja i prawo powszechnego ciążenia

1.Grawitacja

Grawitacja to powszechne oddziaływanie przyciągające między ciałami mającymi masę. Działa między wszystkimi obiektami we Wszechświecie, ale jej skutki są szczególnie widoczne dla dużych mas, np. planet, gwiazd i satelitów.

2.Prawo powszechnego ciążenia

Każde dwa ciała przyciągają się siłą, której wartość jest wprost proporcjonalna do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ich środkami. Zapis: $F = G\frac{m_1 m_2}{r^2}$.

3.Stała grawitacji $G$

Stała grawitacji to wielkość występująca w prawie powszechnego ciążenia. Jej wartość jest taka sama w całym Wszechświecie i określa, jak silne jest oddziaływanie grawitacyjne między masami.

4.Siła ciężkości

Siła ciężkości to siła, z jaką Ziemia przyciąga ciało znajdujące się w jej pobliżu. W prostych zadaniach ma wartość $F_g = mg$, gdzie $m$ to masa ciała, a $g$ to przyspieszenie grawitacyjne.

5.Przyspieszenie grawitacyjne $g$

Przyspieszenie grawitacyjne określa, jak zmienia się prędkość spadającego ciała pod wpływem grawitacji. W pobliżu powierzchni Ziemi przyjmuje się zwykle $g \approx 9{,}81\ \mathrm{m/s^2}$, często w zadaniach $10\ \mathrm{m/s^2}$.

6.Zależność od odległości

Zgodnie z prawem powszechnego ciążenia siła grawitacji maleje wraz z kwadratem odległości. Jeśli odległość między ciałami wzrośnie dwa razy, siła przyciągania zmaleje cztery razy.

7.Orbita

Orbita to tor ruchu ciała krążącego wokół innego ciała pod wpływem grawitacji. W zakresie podstawowym rozpatruje się głównie ruch po orbicie kołowej, gdzie grawitacja pełni rolę siły dośrodkowej.

8.Siła dośrodkowa

Siła dośrodkowa to siła wypadkowa skierowana do środka okręgu, która utrzymuje ciało w ruchu po okręgu. Dla satelity krążącego wokół Ziemi rolę tej siły pełni grawitacja.

9.Stan nieważkości

Stan nieważkości występuje wtedy, gdy ciało i jego otoczenie spadają swobodnie z tym samym przyspieszeniem. Nie oznacza to braku grawitacji, lecz brak nacisku podłoża lub podparcia.

10.Stan przeciążenia

Stan przeciążenia występuje wtedy, gdy siła nacisku działająca na ciało jest większa niż w spoczynku. Człowiek odczuwa wtedy pozorny wzrost ciężaru, np. podczas startu rakiety lub jazdy windą w górę z przyspieszeniem.

11.Jednostka astronomiczna

Jednostka astronomiczna, w skrócie $1\ \mathrm{AU}$, to średnia odległość Ziemi od Słońca. Służy do opisywania odległości w Układzie Słonecznym.

12.Rok świetlny

Rok świetlny to odległość, jaką światło przebywa w próżni w ciągu jednego roku. Jest jednostką odległości, a nie czasu, i służy do opisu wielkich odległości kosmicznych.