Сила тяжести: определение, формула и расчёт в физике

Сила тяжести — это сила, с которой Земля или любое другое небесное тело притягивает к себе предметы. Именно из-за неё карандаш падает со стола на пол, а не улетает в потолок. Эта сила действует на любое тело, у которого есть масса, независимо от того, лежит оно, летит или падает.

Что нужно знать о силе тяжести

Сила тяжести — величина векторная. Это значит, что у неё есть не только числовое значение, но и направление. Направлена она всегда к центру планеты, вертикально вниз. Даже если тело подбросить вверх, сила тяжести не меняет направления — она продолжает тянуть его к земле, просто в момент подъёма движение тела и направление силы не совпадают.

Измеряется сила тяжести в ньютонах, обозначается буквой Н. Один ньютон — не самая большая величина: яблоко весом около ста граммов притягивается к Земле силой примерно в один ньютон.

Ещё по теме: Сила тяжести - определение, причины возникновения и формулы, Ускорение силы тяжести - понятие, формула и обозначение и Равнодействующая сила - понятие, формулы и примеры расчетов.

Формула силы тяжести

Силу тяжести вычисляют по формуле:

F = m · g

где F — сила тяжести в ньютонах, m — масса тела в килограммах, g — ускорение свободного падения. Для Земли g примерно равно 9,81 м/с². Иногда в школьных задачах это число округляют до 9,8 или даже до 10 м/с² — так проще считать в столбик.

Чтобы найти силу тяжести, нужно массу тела умножить на ускорение свободного падения. Например, у тела массой 2 кг сила тяжести будет равна 2 · 9,8, то есть около 19,6 Н.

Чем сила тяжести отличается от веса

Школьники часто путают силу тяжести и вес тела, хотя это не одно и то же. Сила тяжести — притяжение Земли к телу. Вес — сила, с которой тело давит на опору или подвес из-за этого притяжения. Числово они часто совпадают, но физический смысл разный.

Почему сила тяжести действует на все тела одинаково

Кажется, что тяжёлый камень должен упасть быстрее пёрышка. На самом деле сила притяжения зависит от массы: чем тяжелее тело, тем сильнее оно притягивается к Земле. Но ускорение, с которым тела падают, одно и то же для всех — это и есть ускорение свободного падения g. Разница в скорости падения перьев и камней возникает не из-за силы тяжести, а из-за сопротивления воздуха. В вакууме перо и гиря упадут с одинаковым ускорением.

Именно ускорение свободного падения объясняет, почему предметы разной массы, брошенные с одной высоты без учёта воздуха, долетят до земли одновременно.

Где сила тяжести проявляется в жизни

• Падение любых предметов — от карандаша до дождевых капель.
• Движение маятника в часах.
• Полёт мяча после броска — сила тяжести возвращает его на землю.
• Устойчивость построек — фундамент держит здание именно благодаря силе тяжести и опоре под ним.
• Работа весов, которыми измеряют массу продуктов в магазине.

Частые вопросы про силу тяжести

Одинакова ли сила тяжести на разных планетах?

Нет. Ускорение свободного падения зависит от массы планеты и её радиуса, поэтому g для Земли, Луны и Марса разное. На Луне сила тяжести заметно меньше земной, поэтому там предметы падают медленнее и космонавты могут прыгать выше.

Может ли сила тяжести быть равна нулю?

На поверхности планеты — нет, если у тела есть масса. Но в открытом космосе, далеко от любых крупных тел, силой притяжения можно пренебречь — там наступает состояние невесомости.

Почему в задачах иногда g берут равным 10 м/с²?

Это округление для упрощения счёта. Точное значение — 9,81 м/с², но в школьных задачах, где важен принцип решения, а не идеальная точность, часто используют круглое число. При решении реальной задачи стоит уточнять, какое значение требует условие или учитель.

Чаще всего путают силу тяжести с весом или забывают, что это векторная величина с постоянным направлением вниз. Запомнить формулу проще всего через пример: если знаешь массу предмета в килограммах, умножь её на 9,8 — получишь силу тяжести в ньютонах.

Читайте также

• Сила Архимеда - природа, определение и формулы
• Сила Лоренца - определение, формула и применение