Гравитационное поле

Все тела в природе притягивают друг друга. Закон, которому подчиняется это притяжение, был установлен Ньютоном и носит название закона всемирного тяготения. Согласно этому закону сила, с которой две материальные точки притягивают друг друга, пропорциональна массам этих точек и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

(2.6.1)

Гравитационное взаимодействие осуществляется через гравитационное поле. Всякое тело изменяет свойства окружающего его пространства – создает в нем гравитационное поле. Это поле проявляет себя по силовому действию на помещенное в него другое тело. Силовой характеристикой гравитационного поля является его напряженность, определяемая по формуле

(2.6.2)

Напряженность гравитационного поля численно равна силе, действующей со стороны поля на материальную точку массой 1 кг. Единица измерения Н/кг.

Энергетической характеристикой гравитационного поля является его потенциал, численно равный потенциальной энергии материальной точки массой 1 кг в данной точке гравитационного поля:

(2.6.3)

Единица измерения Дж/м.

Между напряженностью и потенциалом гравитационного поля существует связь:

(2.6.4)

Знак “минус” показывает, что вектор напряженности направлен в сторону уменьшения потенциала.

Графически гравитационное поле можно представить с помощью силовых линий и эквипотенциальных поверхностей. Силовые линии гравитационного поля разомкнуты (заканчиваются на массах). На рисунке 9 представлено гравитационное поле Земли. Видно, что силовая линия поля пересекает эквипотенциальную поверхность под прямым углом.

Рисунок 9 – Гравитационное поле Земли