Вага і невагомість. Штучні супутники Землі.

Внаслідок притягання до Землі тіло діє з деякою силою на опору, на якій воно знаходиться, чи підвіс, до якого воно підвішено. Цю силу, прикладену не до тіла, а до опори чи підвісу, називають вагою тіла. Вага тіла чисельно дорівнює силі тяжіння, що діє на тіло, лише у тому випадку, коли опора чи підвіс знаходяться у спокої чи у стані прямолінійного рівномірного руху відносно Землі. Якщо ж опора чи підвіс рухаються з прискоренням, то вага тіла може бути як меншою, так і більшою за силу тяжіння.

Якщо тіло разом з опорою вільно падає, то тіло і опора під дією сили тяжіння набувають однакового прискорення і вага тіла дорівнює нулю. Тобто спостерігається невагомість.

Будь-яке тіло, що рухається лише під дією сил всесвітнього тяжіння, знаходиться у стані невагомості.

Якщо тілу, що починає вільне падіння з висоти h, надати початкову швидкість V у горизонтальному напрямі, то воно буде рухатися по параболі (рис. 10). За невеликої швидкості V горизонтальне переміщення тіла невелике і поверхню Землі можна вважати плоскою.

Але насправді Земля – це куля. Тому одночасно з рухом тіла по своїй траєкторії поверхня Землі дещо віддаляється від нього (рис. 11). Можна підібрати таке значення швидкості тіла V, за якої поверхня Землі завдяки її кривизні буде віддалятися від тіла саме настільки, наскільки тіло наближається до Землі під дією сили тяжіння. Тобто тіло при цьому буде рівномірно обертатися навколо Землі. Тоді сила тяжіння буде відігравати роль доцентрової сили. Звідси можна отримати, що тіло має рухатися зі швидкістю V ≈ 8 км/с. Цю швидкість назвали першою космічною швидкістю.

Д. З.: 1. §§ 22 – 27.