Το 17ο αι. ο Νεύτων (Newton) κατάφερε να εξηγήσει γιατί οι άνθρωποι δεν πέφτουν από τη γη, αφού αυτή είναι στρογγυλή.Ο Νεύτων κατάλαβε ότι όλα τα σώματα στο Σύμπαν έλκονται το ένα από το άλλο και αυτή η έλξη είναι τόσο μεγαλύτερη όσο πιο μικρή είναι η απόσταση μεταξύ τους και όσο πιο μεγάλη είναι η μάζα τους.
Η δύναμη αυτή λέγεται βαρύτητα.
Η γη έχει τεράστια μάζα αν συγκριθεί με τους ανθρώπους και τα αντικείμενα πάνω σε αυτήν και γι' αυτό έλκει αυτά με μεγάλη δύναμη. Ο ήλιος έχει μεγαλύτερη μάζα από τη γη και ασκεί πάνω της τεράστια δύναμη, που την αναγκάζει να περιστρέφεται σε τροχιά γύρω από αυτόν. Το ίδιο κάνει και η γη στη σελήνη.
Ο 2ος Νόμος του Νεύτωνα (F=m.a), είναι η σχέση που εκφράζει την κίνηση ενός σώματος, με την επίδραση μόνο του βάρους του, δηλαδή:
όπου:
w: είναι το βάρος σε Ν (όπως και η δύναμη)
m: είναι η μάζα του σώματος σε kg και
g: είναι η επιτάχυνση βαρύτητας σε m/s2
Επιτάχυνση βαρύτητας (g) υπάρχει πάντα όταν τα σώματα κινούνται με την επίδραση του βάρους τους.
Η επιτάχυνση της βαρύτητας (g) εξαρτάται από:
Το γεωγραφικό πλάτος του τόπου (μειώνεται στον ισημερινό και αυξάνεται στους πόλους της γης).
Από το υψόμετρο (αυξάνεται κοντά στην επιφάνεια της γης και μειώνεται μακριά απ' αυτή).
Οι τιμές της, ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος της γης, είναι:
Ισημερινός g=9,79 m/s2
Γεωγραφικό Πλάτος 45ο g=9,81 m/s2
Πόλοι της Γης g=9,83 m/s2
Η επιτάχυνση βαρύτητας έχει την ίδια τιμή για όλα τα σώματα που βρίσκονται σ' ένα συγκεκριμένο σημείο, ανεξάρτητα από τη μάζα τους.
Μάζα και Βάρος
Τα μεγέθη μάζα και βάρος είναι διαφορετικά. Ένα σώμα έχει την ίδια μάζα σ' όλα τα μέρη της γης, έχει όμως διαφορετικό βάρος από τόπο σε τόπο. Το βάρος είναι συνάρτηση του γεωγραφικού πλάτους και της απόστασης του σώματος από την επιφάνεια της θάλασσας.
Παράδειγμα: Το βάρος του αστροναύτη στη σελήνη είναι το 1/6 αυτού που έχει στη γη, λόγω διαφοράς ανάμεσα στο πεδίο βαρύτητας της σελήνης και γης. Αντίθετα, ο αστροναύτης έχει την ίδια μάζα στη γη και στη σελήνη.
Πόσο είναι το βάρος ενός σώματος στη Γη και πόσο στη Σελήνη; Ποιος πλανήτης από τους Γη, Σελήνη, Άρη ασκεί μεγαλύτερη δύναμη σε ένα σώμα συγκεκριμένης μάζας;
Δείτε εδώ την προσομοίωση.
Έχοντας στη διάθεσή σας τρία σώματα 50g, 100g και 200g και ένα δυναμόμετρο, μπορείτε να υπολογίσετε το βάρος τους στη Γη, στη Σελήνη και στον Άρη. Επιπλέον πάνω δεξιά στην οθόνη βρίσκεται ένας υπολογιστής που μπορεί να σας βοηθήσει να υπολογίσετε την επιτάχυνση της βαρύτητας στους παραπάνω πλανήτες διαιρώντας την ένδειξη του δυναμόμετρου (βάρος μετρημένη σε Νιούτον) με τη μάζα (μετρημένη σε κιλά).