При движении вглубь Земли сила притяжения или увеличивается, или не меняется

При движении вглубь Земли сила притяжения или увеличивается, или не меняется
5 (100%) 1 vote

Как изменяется сила притяжения при отдалении от Земли? Согласно закону всемирного тяготения она снижается, становясь бесконечно малой на бесконечно большом расстоянии. А что будет происходить с тяготением, если двигаться вглубь Земли? Обычно считается, что в этом случае сила тяжести будет либо расти, либо оставаться неизменной. Но это неверно: с глубиной земное притяжение только падает, а в центре нашей планеты царит невесомость.

Этот вывод очевиден, если провести простой мысленный эксперимент. Пусть к центру Земли прорыт колодец, в кото­рый опускается пробное тело — например, пружинные весы с подвешенной к ним гирькой. Как будут вести себя весы во время опускания их под поверхность планеты? Мы заме­тим, что гирька будет становиться легче. Почему так проис­ходит? Все просто и вполне соответствует закону всемирного тяготения. Однако здесь необходимо сделать небольшое от­ступление.При движении вглубь Земли сила притяжения или увеличивается, или не меняется

При расчете силы притяжения между двумя телами берутся два параметра — массы этих тел и расстояние между ними. Вроде бы все просто, однако не нужно забывать, что расстояние отсчитывается от центров тяжести тел: то есть если необхо­димо найти силу, с которой Земля притягивает движущийся на высоте в 500 км спутник, то за расстояние берется не эта высота, а 6871 км: средний радиус Земли 6371 км плюс 500 км до спутника. При таких расстояниях сам спутник можно рассма­тривать как точку и расстояние до его центра тяжести можно не учитывать.

Читайте также:  Самые высокие горы на Земле

При погружении под Землю расчет силы притяжения про­исходит уже не так, ведь теперь наши весы с гирей со всех сторон окружены недрами планеты. А любая материя созда­ет гравитационное поле, значит, груз на пружине да и сама пружина будет притягиваться как центром Земли, так и ее веществом, находящимся с боков и сверху. Это обстоятель­ство нередко упускается из виду, отчего случаются забавные ситуации. В частности, иногда можно слышать о присутствии в центре нашей планеты бесконечно большой силы тяжести. Объясняется это просто: когда тело находится в центре Зем­ли, то расстояние становится равным нулю, а ноль в формуле закона всемирного тяготения приводит к так называемой сингулярности, или, проще говоря, бесконечно большому притяжению.Однако это в корне неверно. Во-первых, в данном рассужде­нии неправильно описано, как Земля притягивает прогружен­ные в нее тела. А во-вторых, расстояние между центрами тел не может быть нулевым — оно может стремиться к бесконечно малым величинам, но никогда не обратится в ноль.

Для расчета гравитации внутри нашей планеты придется раз­бить ее недра на очень маленькие кусочки, каждый из которых притягивает наше пробное тело. При приближении к центру Земли количество этих микроскопических тяготеющих масс над весами с гирей становится все больше и в какой-то момент срав­нивается с количеством таких же масс под весами. Понятно, что это случится в самом центре планеты — здесь наступит состоя­ние невесомости, так как все вещество Земли, окружающее весы и гирю, будет оказывать одинаковое притяжение во все стороны. Таким образом, силы тяготения скомпенсируют друг друга, а наше пробное тело, проделав путь в 6371 км, станет невесомым.

Читайте также:  Самое крупное озеро

Лишним подтверждением этому факту служит строгое математическое доказательство отсутствия притяжения вну­три сферы. Легко рассчитывается, что в самом центре сферы (полого шара) наблюдается состояние невесомости — тяготе­ние от ее противоположных стенок полностью уравновеши­вает друг друга.

Поэтому и внутри Земли должно наблюдаться такое же явле­ние. Однако все эти расчеты верны, если принять нашу планету за идеальный шар, вещество которого имеет одинаковую плот­ность во всем объеме. На деле же это не так — в земной коре имеются уплотнения и пустоты, да и ее мантия, скорее всего, тоже

не везде однородна. Согласно последним научным данным, зем­ное ядро, состоящее из расплавленного железа, не симметрично и пребывает в постоянном движении. Все это приводит к тому, что невесомость должна наблюдаться не в геометрическом цен­тре Земли, а где-то в стороне от него, там, где находится центр тяжести нашей планеты.

Читайте также

Социальная политика
Нью-Йорк
Человек, бегущий под дождем, остается более сухим,...
Все пластмассы непрочные и горючие
Что делать, если вас ужалит медуза ?
Залп «Авроры» — был ли он ?
Когда точно наступает Новый год ?
Кто такие квакеры ?
Поделитесь своим мнением
Для оформления сообщений Вы можете использовать следующие тэги:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Интересные факты, мифы, заблуждения © 2011 - 2017 Тема сайта и техподдержка от GoodwinPress Наверх