Sila zemljine teže

Sila uvek potiče od nekog tela.

Sva tela koja imaju masu, počev od najsitnijih čestica pa do najvećih tela u svemiru, međusobno deluju jedna na druge. To dejstvo zovemo gravitaciona sila i ona zavisi od mase koju ima neko telo.

Sva tela sa kojima se srećemo imaju vrlo malu masu u odnosu na Zemlju. Zato Zemlja privlači sva tela koja se nalaze na njoj ili u njenoj blizini.

Privlačnu silu Zemlje nazivamo Zemljina teža. Sila Zemljine teže nije ništa drugo nego gravitaciona sila kojom Zemlja privlači sve što se nalazi na njoj.

Najlepša slika za objašnjavanje Zemljine teže je ova.

Гравитационе силе зависе, то јест пропорционалне су масама тих тела која међусобно делују.

Планета коју насељавамо, Земља, делује на сва тела која је окружују.

Како делује?

Објаснићемо то на примерима бацања лопте горе, доле, хоризонтално и укосо (под неким углом у односу на хоризонт).

Шта закључујемо?

Путање по којима се лопте крећу међусобно се разликују.
Свака лопта ће пасти на тло.
Узрок падања лопти на тло је исти. Узрок је гравитациона сила.

Гравитациона сила Земље (сила Земљине теже) јесте мера узајамног деловања Земље и тела у њеној близини.

Сила којом тела делују на подлогу на којој се налазе или затежу канап о који су обешена је тежина тела.

Гравитациона сила наше планете је одређена:

бројном вредношћу,
правцем,
смером (увек ка центру планете) - зато кажемо да је она увек привлачна сила.

Тежина тела није увек иста. Зависи од географске ширине места у коме се тело налази, од висине на којој је, од врсте његовог кретања и од планете на којој се налази.
Тело које се налази испод површине Земље (нпр. у бунару) има мању тежину него на површини. То исто важи и за тело на већој надморској висини.

У близини Земљиних полова тело је нешто теже него на екватору. Разлика у тежини датог тела је последица спљоштености Земље на половима, као и њенњ ротације око сопствене осе.

Због тренирања будућих астронаута, космичке агенције симулирају бестежинско стање тако што специјални авиони са велике висине лете вертикално наниже ("пропадају"). Тада људи у авиону, накратко, немају осећај тежине и унутар авиона слободно лебде.



Осећај бестежинског стања сличан је осећају приликом скока са падобраном - тело лебди.

Zemlja ne privlači sva tela podjednako. Ako neko telo ima veću masu, Zemlja će ga više privlačiti.

Primer: U jednom odeljenju sede zajedno dva drugara: Mrša i Buca. Mrša ne voli previše da jede i ima 25kg, a Buca je uvek tu da pojede i Mršinu užinu (da se ne baci!). On ima 45kg. Lako možemo da zaključimo koga više privlači Zemljina teža.

Sila Zemljine teže se smanjuje pri udaljavanju tela od Zemlje.

Primer: Dva ista orla blizanca su uzletela sa Zemlje. Lete u visinu. Što se više udaljavaju od Zemlje, na njih sve manje deluje Zemljina teža.

Postoji i granica gde Zemljina teža više ne deluje, ali to je mnogo visoko.

Pojam gravitacije

Gravitacija predstavlja silu privlačenja između materijalnih tela - planeta u galaksijama, zvezda u univerzumu, itd. Gravitacija je i sila kojom planeta Zemlja privlači i drži sve materijalne stvari (živa bića i predmete) na svojoj površini i još se naziva i Zemljina teža. Sva materijalna tela poseduju silu gravitacije, ali su te sile daleko manje nego sila Zemljine teže, koja se oseća i na 80 000 kilometara udaljenosti od njene površine. Gravitaciona sila Sunca još je veća, jer Sunce pomoću nje drži "na okupu" sve planete Sunčevog sistema koje usled ove sile u svom kretanju kruže oko Sunca. Jačina gravitacione sile između, na primer, dva tela zavisi od mase tih tela i udaljenosti između njih.

Postojanje i pojam gravitacije otkrio je i objasnio veliki engleski fizičar i matematičar Isak Njutn (1642-1727). On je definisao zakon gravitacije i tri zakona kretanja koji su i danas u upotrebi. Po njemu se jedinica sile gravitacije naziva "njutn" i obeležava velikim slovom N.



Isak Njutn (1642-1727)

Otkriće gravitacije

Smatra se da je Isak Njutn, videvši jabuku kako pada sa drveta, došao na ideju da je Zemlja svojom gravitacionom silom privukla jabuku, baš kao što privlači i Mesec da, kao njen satelit, neprestano kruži oko nje. Na osnovu ovih pretpostavki Njutn je formulisao zakon univerzalne gravitacije, koji između ostalog, objašnjava i kako Mesečeva sila kretanja u kombinaciji sa delovanjem Zemljine gravitacione sile, uzrokuje da Mesec kruži oko Zemlje, baš kao što sve planete naše galaksije kruže oko Sunca. Što je planeta bliža Suncu, na njoj se jače oseća gravitaciona sila Sunca.



Model Sunčeve galaksije i uticaja Sunčeve gravitacije na bliže i udaljenije planete

Masa i težina

Gravitaciona sila Zemlje materijalnim telima na njenoj površini daje težinu. Naime, sva tela imaju određenu masu - konstantnu veličinu koja bi bila ista, na primer, na svim planetama - masa čoveka na Zemlji i masa čoveka na Mesecu je potpuno ista. Međutim, usled različite jačine gravitacije na ovim planetama, težina čoveka, koja se meri kilogramima, nije ista - tako čovek koji na Zemlji teži 50 kg, na Mesecu bi težio svega 8,5 kg, zbog višestruko slabije gravitacione sile Meseca. Gravitaciona sila Zemlje izražava se u "njutnima" i iznosi g = 9,81 N/kg.

U svemiru, na određenom rastojanju od Zemlje, prestaje delovanje gravitacije. U takvom prostoru tela lebde, tečnosti se raspršuju u kapi, a vazduh je potpuno proređen, jer nema sile koje sve ove supstance drži čvrsto na Zemlji, odnosno na okupu.



Osećaj prostora bez gravitacije sličan je osećaju prilikom skoka sa padobranom

Centar gravitacije

Sva tela na Zemlji se ponašaju kao da je sva njihova težina koncentrisana u jednoj tački koja se naziva centrom gravitacije. Što je ova tačka niža (bliža zemlji) telo je stabilnije. Zbog toga se, na primer, motor kod viših motornih vozila (automobila, kamiona) postavlja veoma nisko, a točkovi moraju biti dosta široki kako bi se što više spustio njihov centar gravitacije i poboljšala stabilnost vozila, kako bi bilo manje verovatno da će se vozilo prevrnuti u slučaju sudara. Centar gravitacije simetričnih objekata nalazi se u njihovoj sredini.



Testiranje centra gravitacije kod "duplog" autobusa