Силу, з якою Земля притягує до себе тіло, називають силою тяжіння.

Позначається сила тяжіння Fтяж. Точкою прикладання сили тяжіння є певна точка всередині тіла, на яке вона діє. Напрямлена сила тяжіння до центра Землі.

Математичне вираження сили тяжіння. Нам вже відомо, що сила тяжіння прямо пропорційна масі тіла. Щоби визначити силу тяжіння, що діє на тіло будь-якої маси, необхідно масу цього тіла помножити на 9,8 Н/кг.

Fтяж = gm

Величину g = 9,8 Н/кг називають прискорення вільного падіння. Детальніше з нею ви познайомитеся у 9 класі. У курсі фізики 7 класу цю величину називатимемо «коефіцієнт g».

Розв’язуючи задачі, для спрощення розрахунків, значення g округлюють до 10 Н/кг.

Встановлено, що сили притягання між тілами тим більші, чим більші маси тіл. Відомо також, що сили притягання зменшуються, якщо збільшується відстань між взаємодіючими тілами.

Отже, не тільки Земля притягує до себе тіла. Але й ці тіла притягують до себе Землю. Наприклад, притягання з боку Місяця спричинює на Землі припливи і відпливи води, величезні маси якої піднімаються в океанах і морях двічі за добу на висоту декількох метрів.

Це цікаво знати

Зі збільшенням висоти над Землею значення коефіцієнта g поступово зменшується. Наприклад, на висоті 297 км воно дорівнює не 9,8 Н/кг, а 9 Н/кг. Зменшення коефіцієнта пропорційності означає, що і сила тяжіння в міру збільшення висоти над Землею теж зменшується. 

Одиниця ваги в СI, як і будь-якої іншої сили,— ньютон (1 Н): [Р] = Н.

Якщо тіло перебуває в стані спокою або прямолінійного рівномірного руху, то його вага збігається за напрямком із силою тяжіння і дорівнює їй за значенням:

P = mg.

Ви, напевно, добре знаєте термін «невагомість», проте його значення багато хто розуміє неправильно. Так, дехто вважає, що невагомість — це стан, який спостерігається лише в космосі, де немає повітря, або там, де відсутня гравітація.

Але це не так! Відсутність повітря сама по собі не спричиняє невагомості, а від гравітації взагалі не сховаєшся — у Всесвіті немає жодного куточка, де б не діяли сили всесвітнього тяжіння. Насправді невагомість — це відсутність ваги. Приберіть у тіла опору або підвіс — і воно опиниться в стані невагомості. (Зверніть увагу: опір повітря теж є своєрідною опорою!)

Невагомість — це такий стан тіла, за якого тіло не діє на опору чи підвіс.

Тіло поблизу поверхні Землі перебуває в стані невагомості, якщо на нього діє тільки одна сила — сила тяжіння.

На короткий час невагомість легко створити вдома, на вулиці, в класі тощо. Ви можете, наприклад, підстрибнути і на мить опинитися в стані невагомості: у такому випадку, поки ви падаєте вниз, опір повітря є нехтовно малим і можна вважати, що на вас діє тільки сила тяжіння.

Дайте відповідь на запитання

1. Що таке сила тяжіння? За якою формулою визначають модуль сили тяжіння?

2. Куди прикладена і як напрямлена сила тяжіння, що діє на довільне тіло?

3. Який вид взаємодії тіл описується законом всесвітнього тяжіння?

4. Яка фізична величина — маса чи сила тяжіння — змінюються залежно від географічної широти? 

5. Що називають вагою тіла?

6. Чим відрізняється між собою поняття «сила тяжіння» і «вага тіла»?

7. Чи може сила тяжіння дорівнювати вазі тіла? Якщо може, то в яких випадках?

8. Як ви можете пояснити, що вага одного і того самого тіла не має постійного значення?

9. Поясніть, що таке невагомість. Наведіть приклади.

Поясніть

1. Яблуко, що падає з дерева, набуває швидкості завдяки притяганню до Землі. А чи набуває швидкості Земля внаслідок притягання до яблука?

Приклади розв’язування задач 

Задачі

1. Спортсмен масою 80 кг тримає штангу масою 60 кг. З якою силою він буде тиснути на підлогу? (g = 10 Н/кг).

2. Визначити масу відра з водою, якщо на нього діє сила тяжіння 100 Н.

3. Обчисліть силу тяжіння, що діє на тіло масою 6 кг. У масштабі 1 см — 10 Н побудуйте цю силу.

4. З якою силою діє хлопчик на підлогу, коли тримає в руках повне п’ятилітрове відро з водою? Маса хлопчика становить 43 кг, маса порожнього відра — 2 кг.

5. Яка сила тяжіння діє на алюмінієвий кубик із ребром завдовжки 10 см?