Всесвітній закон тяжіння: точна формула сили всесвітнього тяжіння, визначення гравітації

Перша космічна швидкість

Після того як Ісаак Ньютон відкрив закон всесвітнього тяжіння, йому стало цікаво, з якою швидкістю потрібно кинути тіло, щоб воно, подолавши гравітаційне поле, назавжди покинуло земну кулю.

Правда, він уявляв собі дещо інакше, в його розумінні була не стоїть вертикально ракета, спрямована в небо, а тіло, яке горизонтально здійснює стрибок з вершини гори. Це була логічна ілюстрація, оскільки на вершині гори сила тяжіння трохи менше.

Так, на вершині Евересту прискорення вільного падіння буде одно не звичні 9,8 м/с2, а майже м/с2. Саме з цієї причини там настільки розряджене повітря, частинки повітря уже не так прив’язані до гравітації, як ті, які «впали» до поверхні.

Постараємося дізнатися, що таке космічна швидкість.

Перша космічна швидкість v1 – це така швидкість, при якій тіло покине поверхню Землі (або іншої планети) і перейде на кругову орбіту.

Постараємося дізнатися чисельної значення цієї величини для нашої планети.

Запишемо другий закон Ньютона для тіла, яке обертається навколо планети по круговій орбіті:

,

де h — висота тіла над поверхнею, R — радіус Землі.

На орбіті на тіло діє відцентрове прискорення , таким чином:

.

Маси скорочуються, отримуємо:

,

.

Ця швидкість називається першою космічною швидкістю:

Як можна помітити, космічна швидкість абсолютно не залежить від маси тіла. Таким чином, будь-який предмет, розігнаний до швидкості 7,9 км/с, покине нашу планету і перейде на її орбіту.


Перша космічна швидкість