Закон всемирного тяготения

NewtonsLawOfUniversalGravitation.svg

Закон всемирного тяготения - физический закон, описывающий гравитационное взаимодействие в рамках Ньютоновской механики. Закон утверждает, что сила притяжения между двумя телами (материальными точками) прямо пропорциональна произведению их масс, и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Закон всемирного тяготения сформулировал Исаак Ньютон в 1687 году в трактате "Philosophi? Naturalis Principia Mathematica".

В математической форме закон всемирного тяготения записывается для материальных точек в виде:

\ Mathbf {F} _ {12} = - G \ frac {m_1 m_2} {r_ {12} ^ 3} \ mathbf {r} _ {12} ,

где \ Mathbf {F} _ {12} - Сила, действующая на второе тело (материальную точку) со стороны первого тела, G - гравитационная постоянная, m_1 и m_2 - Массы первого и второго тела, соответственно, \ Mathbf {r} _ {12} - Вектор, соединяющий первое тело со вторым. r_ {12} - расстояние между телами.

Для абсолютной величины силы:

F_ {12} = G \ frac {m_1 m_2} {r_ {12} ^ 2} .

Сила притяжения, действующая на первое тело со стороны второго тела одинакова по модулю и направлена ​​противоположно:

\ Mathbf {F} _ {12} = - \ mathbf {F} _ {12} .

Стала G , Которую называют гравитационной постоянной, одинакова для всех тел, то есть фундаментальной физической константой.


История

Гипотезу об уменьшении притяжения между телами обратно пропорционально квадрату расстояния высказал в 1660 Роберт Гук. Исаак Ньютон не только сформулировал ее математически, но вывел, используя построенную им теорию исчисления бесконечно малых и законы Ньютона, из этого предположения законы Кеплера, которые описывали движение планет вокруг Солнца.


С точки зрения современной физики

Закон всемирного тяготения справедлив и применим для большинства физических задач. Однако, он имеет свои ограничения. Принципиальным ограничением ньютоновского закона является то, что он опирается на принцип дальнодействия, то есть, исходя из него взаимодействие передается от одного тела к другому моментально. Современная физика использует принцип близкодействия, согласно которому любое взаимодействие может передаваться только с конечным скоростью.

В общей теории относительности гравитационное поле описывается искаженной метрикой пространства-времени. Ньютоновский закон выводится из общих уравнений Эйнштейна в случае слабого гравитационного поля, на дальних расстояниях от массивных тел. Вблизи массивных тел необходим точный решение.


См.. также


Физика Это незавершенная статья по физики.
Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив ее.