Силу, з якою тіло притягується до Землі під дією поля тяжіння Землі, називають силою тяжіння.

Розмістимо на висоті h над Землею, радіус якої R_З і маса - М_З, тіло масою m (рис.2.2.12). Між тілом і Землею діє сила всесвітнього тяжіння:

.

У цьому випадку F називається силою тяжіння - силою притягання тіла Землею (точніше складовою цієї сили). Ця сила надає тілу прискорення вільного падіння:

.

Розрахувати його можна так:

Якщо підставити значення М_З і R_З у формулу (2.2.12) і знехтувати висотою тіла над Землею (оскільки вона менша за радіус Землі), то отримаємо:

.

Унаслідок добового обертання Землі навколо своєї осі сила притягання і сила тяжіння для одного і того ж тіла, що знаходиться на поверхні Землі, відрізняються між собою за модулем і напрямом.

Сила притягання (гравітаційна сила) завжди напрямлена по радіусу до центра Землі, сила тяжіння F_T - по лінії відвісу в точці Землі

Сила тяжіння залежить від географічної широти j. Причина такої залежності полягає в тому, що довільне тіло, яке перебуває в спокої відносно Землі, бере участь в її добовому обертанні, тому рухається навколо осі по колу, радіус якого . На тіло діє сила притягання і сила реакції , напрямлена під деяким кутом до . Рівнодійна цих сил надає тілу доцентрового прискорення:

де w - кутова швидкість добового обертання Землі. Це прискорення напрямлене однаково із силою , тобто вздовж радіуса за напрямом до центра кола O₁. Звідси бачимо, що сила реакції опори зрівноважує не силу гравітації , а її складову F_т, яку називають силою тяжіння. Другою складовою сили гравітації є сила . Сила тяжіння всюди, крім полюсів і екватора, напрямлена не до центра Землі, а під деяким кутом a до її радіуса.

Сила тяжіння залежить від широти місця, тому і прискорення вільного падіння має різні значення в різних місцях. Максимальне значення сила тяжіння і, отже, прискорення вільного падіння мають на полюсах Землі, оскільки там r = 0 і доцентрове прискорення дорівнює нулю. На полюсах сила тяжіння дорівнює силі притягання. Мінімальними значення сили тяжіння і прискорення вільного падіння будуть на екваторі.

В одному і тому ж місці Землі кут a між векторами і малий, тому розбіжність між силою притягання і силою тяжіння незначна і нею можна знехтувати. Тобто можна вважати, що модулі цих сил однакові і прискорення вільного падіння поблизу поверхні Землі скрізь однакове і дорівнює 9,8 м/с².

Сила тяжіння залежить і від географічної широти, оскільки земна куля дещо сплюснута: її полярний радіус менший від екваторіального приблизно на 21,5 км. Однак ця залежність менш суттєва порівняно з добовим обертанням Землі. Розрахунки показують, що через сплюснутість Землі значення прискорення вільного падіння на екваторі менше за його значення на полюсі на 0,18 %, а через добове обертання - на 0,34 %.

Під дією сили земного тяжіння спостерігають такі рухи: вільне падіння, рух тіла, кинутого вертикально вгору, горизонтально і під кутом до горизонту.