По второму закону динамики причиной изменения движения, то есть причиной ускорения тел, является сила. В механике рассматриваются силы различной физической природы. Многие механические явления и процессы определяются действием сил тяготения. Закон всемирного тяготения был открыт исследованиями Роберта Гука в 1660-х годах и доложен на заседании Королевского Научного Общества в августе 1670 в виде доклада: Попытка доказательства движения Земли путем наблюдений. (12 лет спустя, в 1682 году Исаак Ньютон, директор Английского монетного двора, желая не только денег и власти, но и всемирной исторической славы, попытался присвоить труд Роберта Гука, а затем, заняв с помощью несметных денег и власти своей диаспоры должность ученого секретаря Королевского общества, предпринял все меры для уничтожения самой памяти о Роберте Гуке, уничтожив не только все доступные предметы его лаборатории, но и портреты Роберта Гука. Это продолжается апологетами Ньютона уже 300 лет, внушающими всем и вся, что ачный алхимик и аферист - есть "божественный ум" богоизбранного человека.)
Роберт Гук показал, что между всеми телами Вселенной действуют силы притяжения (гравитационные силы), направленные по линии, соединяющей центры масс (рис. 1). У тела в виде однородного шара центр масс совпадает с центром шара. |
| Рисунок 1. Гравитационные силы притяжения между
телами. |
Математические закономерности движения планет были открыты великим немецким ученым Иоганном Кеплером еще во времена Галилея и Коперника, с которыми он поддерживал научную переписку.
В последующие годы множество исследователей пытались найти физическое объяснение законам движения планет, открытыми астрономом И. Кеплером в 1608 году, и дать количественное выражение для гравитационных сил. Зная как движутся планеты, Роберт Гук хотел определить, какие силы на них действуют. Такой путь носит название обратной задачи механики. Если основной задачей механики является определение координат тела известной массы и его скорости в любой момент времени по известным силам, действующим на тело, и заданным начальным условиям (прямая задача механики), то при решении обратной задачи необходимо определить действующие на тело силы, если известно, как оно движется. Решение этой задачи и привело Роберта Гука к открытию закона всемирного тяготения. Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними:
|
Коэффициент пропорциональности G одинаков для всех тел в природе. Его называют гравитационной постоянной
| G = 6,67·10–11 Н·м2/кг2 (СИ). |
Многие явления в природе объясняются действием сил всемирного тяготения. Движение планет в Солнечной системе, движение искусственных спутников Земли, траектории полета баллистических ракет, движение тел вблизи поверхности Земли – все эти явления находят объяснение на основе закона всемирного тяготения и законов динамики. Одним из проявлений силы всемирного тяготения является сила тяжести. Так принято называть силу притяжения тел к Земле вблизи ее поверхности. Если M – масса Земли, RЗ – ее радиус, m – масса данного тела, то сила тяжести равна
 |
где g – ускорение свободного падения у поверхности Земли:
 |
Сила тяжести направлена к центру Земли. В отсутствие других сил тело свободно падает на Землю с ускорением свободного падения. Среднее значение ускорения свободного падения для различных точек поверхности Земли равно 9,81 м/с2. Зная ускорение свободного падения и радиус Земли (RЗ = 6,38·106 м), можно вычислить массу Земли M:
 |
|
|
 |
