Гравитационное ускорение
В физике гравитационное ускорение — это ускорение объекта при свободном падении в вакууме (и, следовательно, без сопротивления ). Это постоянный прирост скорости , вызванный исключительно силой гравитационного притяжения . Все тела ускоряются в вакууме с одинаковой скоростью, независимо от массы или состава тел; [1] измерение и анализ этих скоростей известны как гравиметрия .
В фиксированной точке на поверхности величина гравитации Земли является результатом комбинированного действия гравитации и центробежной силы (от вращения Земли ). [2] [3] В разных точках земной поверхности ускорение свободного падения колеблется от9,764 м/с 2 до9,834 м/с 2 [4] в зависимости от высоты , широты и долготы . Обычное стандартное значение определяется точно как 9,80665 м/с 2 (приблизительно 32,17405 фут/с 2 ). Места значительного отклонения от этого значения известны как гравитационные аномалии . При этом не учитываются другие эффекты, такие как плавучесть или сопротивление .
Закон всемирного тяготения Ньютона гласит, что между любыми двумя массами существует гравитационная сила, равная по величине для каждой массы и направленная на притяжение двух масс друг к другу. Формула:
где и - любые две массы, - гравитационная постоянная и - расстояние между двумя точечными массами.
Используя интегральную форму закона Гаусса , эту формулу можно распространить на любую пару объектов, один из которых намного массивнее другого — как планета относительно любого артефакта человеческого масштаба. Расстояния между планетами и между планетами и Солнцем (на много порядков) больше, чем размеры Солнца и планет. Следовательно, и солнце, и планеты можно рассматривать как точечные массы , и та же самая формула применяется к движению планет. (Поскольку планеты и естественные спутники образуют пары сопоставимых масс, расстояние «r» измеряется от общих центров масс каждой пары, а не от прямого общего расстояния между центрами планет.)
Если одна масса намного больше другой, удобно взять ее в качестве эталона для наблюдений и определить как источник гравитационного поля с величиной и ориентацией, определяемыми следующим образом: [5]
