Сила тяжести тела

Сила тяжести — это сила, с которой Земля притягивает тело к своему центру. Она зависит от массы тела и ускорения свободного падения. Величина называется весом тела и выражается в ньютонах. Знание этого понятия необходимо в физике, строительстве и инженерных расчётах.

Обновлено:

Содержание статьи
Расчёт силы тяжести Введите массу от 0.01 до 10000 кг Выберите небесное тело для расчёта Для расчётов на Земле. На каждый км высоты g уменьшается на ~0.03%

Определение силы тяжести

Сила тяжести — это гравитационная сила, с которой планета (обычно Земля) притягивает тело к своему центру. Она направлена вертикально вниз и численно равна весу тела на поверхности планеты.

Это фундаментальная характеристика взаимодействия между массой и гравитационным полем. Каждое тело на Земле испытывает силу тяжести, независимо от того, движется оно или находится в состоянии покоя.

Формула расчёта

Сила тяжести вычисляется по простой формуле:

F = m × g

Где:

Для Земли g ≈ 9,81 м/с² на уровне моря. Часто округляют до g = 10 м/с² для быстрых расчётов.

Практические примеры

Пример 1: Книга массой 0,5 кг

Пример 2: Человек массой 70 кг

Пример 3: Автомобиль массой 1500 кг

Различие между массой и силой тяжести

ПараметрМассаСила тяжести
ОпределениеКоличество вещества в телеГравитационное действие на тело
Единицакилограмм (кг)ньютон (Н)
Зависимость от местаНе меняетсяМеняется с широтой и высотой
На Луне70 кгПримерно 1/6 от земной
ФормулаmF = m × g

Зависимость от географического положения

Ускорение свободного падения варьируется на Земле:

Причины различия:

  1. Форма Земли — планета сплюснута у полюсов, расстояние до центра на полюсах меньше.
  2. Центробежное ускорение — на экваторе больше из-за суточного вращения.

Сила тяжести на других планетах

Планетаg (м/с²)Сравнение с Землёй
Луна1,620,17×
Марс3,710,38×
Венера8,870,90×
Юпитер24,792,53×

Человек массой 70 кг на Луне весит около 113 Н, на Юпитере — около 1735 Н.

Применение в практике

Строительство: расчёт нагрузок на фундамент и конструкции требует учёта силы тяжести зданий и сооружений.

Транспорт: определение тяговых усилий при движении автомобилей и поездов.

Космонавтика: при планировании миссий необходимо учитывать различные значения g на других небесных телах.

Медицина: измерение веса пациентов основано на взаимодействии их массы с земной гравитацией.

Правила и ограничения

Вывод

Сила тяжести — это результат гравитационного взаимодействия между телом и планетой. Её легко рассчитать, перемножив массу на коэффициент g. Понимание этого понятия необходимо для решения задач в физике, инженерии и естественных науках.

Часто задаваемые вопросы

Какая формула силы тяжести?

F = m × g, где m — масса тела в килограммах, g — ускорение свободного падения (9,81 м/с² на Земле). Результат выражается в ньютонах (Н).

Чем отличается масса от силы тяжести?

Масса — это количество вещества в теле (кг), постоянна везде. Сила тяжести — это действие гравитации (Н), зависит от места расположения. На Луне сила тяжести в 6 раз меньше, чем на Земле.

Какова сила тяжести для предмета массой 10 кг?

F = 10 кг × 9,81 м/с² = 98,1 Н. Это означает, что Земля притягивает этот предмет с силой примерно 98 ньютонов.

Почему g равно 9,81 м/с²?

Это ускорение свободного падения, возникающее из-за гравитационного поля Земли. Величина зависит от расстояния до центра Земли. На экваторе g немного меньше (9,78), на полюсах больше (9,83).

Как рассчитать силу тяжести без калькулятора?

Используй упрощённое значение g ≈ 10 м/с². Для 5 кг: F ≈ 5 × 10 = 50 Н. Этот способ подходит для быстрых прикидок с точностью ±2%.

Изменяется ли сила тяжести с высотой?

Да, на каждый километр высоты сила тяжести уменьшается примерно на 0,03%. На высоте 10 км (высота полёта самолёта) уменьшение составляет уже ~0,3%.

Мы подобрали калькуляторы, которые помогут вам с разными задачами, связанными с текущей темой.