Закон тяготения
Закон, которому подчиняется гравитация, тоже открыл Ньютон. Этот закон точно описывает силу взаимодействия между материальными телами. Каждое тело притягивает к себе все остальные с некоторой силой. Эта сила по величине пропорциональна массам этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Так, масса Луны в 6 раз меньше массы Земли, и потому любой предмет на нашем спутнике будет притягиваться к нему в 6 раз слабее, чем к Земле, и соответственно, вес тела на Луне во столько же раз меньше, чем на Земле.
Вспомним второй закон Ньютона и применим его к двум шарам одинакового диаметра, стальному и резиновому. Пусть один из этих предметов имеет в 3 раза большую массу, чем другой. Сбросим их одновременно с балкона. Какой из шариков первым упадет на землю?
Ответ можно получить и без проведения опыта. Стальной шарик втрое массивнее резинового. Значит, и сила его притяжения к Земле в 3 раза больше, чем у второго. Но при этом и ускорение, которое обратно пропорционально массе, будет во столько же раз меньше. Согласно второму закону Ньютона, эти факторы друг друга компенсируют. В результате ускорение обоих шаров будет одинаковым, и падать они будут с равной скоростью, следовательно, достигнут земли одновременно. Таким образом, все тела на Земле падают одинаково быстро (правда, это без учета сопротивления воздуха, который сильнее тормозит большие предметы, чем маленькие). Этот закон первым открыл Галилео Галилей. Ускорение падающих на Землю тел называют ускорением свободного падения и обозначают буквой g.
Гравитация — главный конструктор мира. Она простирается на громадные расстояния и определяет в космосе буквально все: строение галактик, планетных систем, в том числе Солнечной, форму небесных тел, их движение в пространстве. Решающую роль играет гравитация и в жизни нашей планеты. Форма поверхности морей и океанов, течение рек, строение атмосферы, наличие приливов и отливов, размеры и функции живых организмов в значительной степени обусловлены наличием силы тяжести.
Ньютон применил открытые им законы движения и закон тяготения к Солнечной системе. Ему удалось объяснить движение планет. Луна, согласно теории Ньютона, в своем вращении вокруг Земли падает на нее, как простой камень. Правда, никак не упадет. А мешает этому другая сила, которая отбрасывает наш спутник в противоположную сторону. Силу эту окрестили центробежной. Именно она действует на крутящихся на карусели детей.
Ньютон также вычислил форму орбит, по которым планеты движутся вокруг Солнца. Еще раньше Иоганн Кеплер предположил, что орбиты являются эллипсами — овальными кривыми. Ньютон сумел доказать, что планеты в самом деле вращаются по эллиптическим орбитам.
С помощью закона тяготения удалось найти объяснение многим до этого непонятным явлениям, например приливам и отливам. Они оказались связаны с притяжением Луной воды, а также центробежной силой вращения самой Земли.