Od bardzo dawna ruch planet zachodzący na tle nieba fascynował badaczy na całym świecie. Pomimo wielu odkryć poczynionych na przestrzeni wieków, ruch planet pozostawał jedną wielką zagadką. Sytuacja ta uległa nagłej zmianie, kiedy niemiecki matematyk i astronom Johannes Kepler (1571 – 1630) sformułował na początku siedemnastego wieku trzy empiryczne prawa opisujące ruch planet, które obecnie, na jego cześć, noszą nazwę praw Keplera. Do sformułowania tychże praw przyczynił się obszerny zbiór danych obserwacyjnych zebranych przez duńskiego astronoma Tycho Brahe (1546 – 1601) – nauczyciela Keplera.

Czytaj całość

Na każde ciało o masie m wyrzucone ku górze z powierzchni Ziemi (czy też z każdego innego ciała niebieskiego) z prędkością początkową V₀ , działa siła ciężkości (grawitacji), zwrócona w kierunku Ziemi. Efektem działania tej siły jest stopniowe zmniejszanie się energii kinetycznej E_k  ciała, aż do chwili, w której wartość E_k  stanie się równa zero. Z zupełnie odwrotną sytuacją mamy do czynienia podczas swobodnego spadku ciała, kiedy to wartość energii E_k ciała zaczyna stopniowo wzrastać, osiągając maksimum tuż przed upadkiem ciała na Ziemię. W obydwu wspomnianych przypadkach zmiany energii kinetycznej ΔE_k  ciała związane są z pracą wykonywaną nad ciałem przez siłę ciężkości, której wartość podczas wznoszenia się ciała jest ujemna (W < 0), z kolei podczas swobodnego spadku – dodatnia (W > 0). Każdorazowa zmiana wartości energii kinetycznej ciała, spowodowana działaniem siły ciężkości, powoduje zmianę grawitacyjnej energii potencjalnej układu ciało – Ziemia, której to obecnie poświęcimy nieco więcej uwagi.

Czytaj całość

Gdy wyrzucisz ciało w kierunku pionowym z pewną prędkością początkową V₀ , ciało to pod wpływem działającej na nie siły ciężkości, skierowanej przeciwnie do kierunku jego ruchu, zacznie stopniowo zwalniać, na pewnej wysokości h  jego prędkość będzie równa zero, po czym swobodnie spadnie na Ziemię. Gdybyśmy jednak nadali temu ciału pewną graniczną prędkość początkową nazywaną prędkością ucieczki, ciało to będzie poruszać się nieustannie ku górze, zatrzymując się dopiero w nieskończonej (przynajmniej teoretycznie) odległości od Ziemi. Sytuację tę możemy przenieść na każde ciało niebieskie i jak się za chwilę przekonasz wartość prędkości ucieczki jest ściśle uzależniona od masy oraz promienia ciała niebieskiego.

Czytaj całość

Gęstość Ziemi zmienia się wraz ze wzrostem odległości od jej środka, wywierając istotny wpływ na siłę grawitacji. Okazuje się, że wartość siły grawitacji działającej na cząstkę przy przemieszczaniu jej od punktu znajdującego się na powierzchni Ziemi do punktu zlokalizowanego w środku Ziemi najpierw ulega stopniowemu wzrostowi, na pewnej głębokości osiąga maksimum, po czym zaczyna stopniowo maleć.

Czytaj całość

Na dowolne ciało o masie m  znajdujące się w pobliżu Ziemi działa siła ciężkości F  o wartości:

$$F = G \hspace{.05cm} \frac{m \hspace{.05cm} M_Z}{r^2}$$

gdzie:
G  – stała grawitacji równa 6,67 ⋅ 10^-11 N ⋅ m²/kg²,
M_Z  – masa Ziemi,
r – odległość pomiędzy środkiem Ziemi a ciałem.

Czytaj całość

W 1665 roku mało znany wówczas fizyk imieniem Izaac Newton (1643-1727) dokonał wielkiego odkrycia w fizyce udowadniając, że siła utrzymująca Księżyc na orbicie to ta sama siła, która powoduje upadek jabłka z drzewa na ziemię. Skłonność ciał do wzajemnego zbliżania się do siebie, której ulegają wszystkie obiekty we Wszechświecie, została nazwana przez Newtona ciążeniem (grawitacją).

Czytaj całość