Видове сили в механиката

В механиката се разглеждат както сили, възникващи при непосредствен контакт между телата (контактни сили), като например сили на триене, еластични сили, така и сили на взаимодействие между телата без те да са в непосредствен контакт, като например гравитационните сили.

Гравитационните сили са проява на гравитационното взаимодействие, което е едно от фундаменталните взаимодействия в природата. Силите на триене и силите на еластичност са проява на друго фундаментално взаимодействие в природата електромагнитното.

Гравитационни сили:

Гравитационните сили силите на всеобщо привличане действат между всички тела във Вселената. Съгласно закона на Нютон за всемирното привличане

Между всеки две тела от Вселената действат сили на взаимно привличане, наречени гравитационни сили, чиято големина е правопропорционална на произведението на масите на телата и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях.

Съгласно третия принцип на Нютон, гравитационните сили, които действат на всяко от телата, са равни по големина и противоположно насочени по правата, определена от двете тела (материални точки).

Ако две тела (материални точки) c маси m₁ и m₂ се намират на разстояние r едно от друго, големината || на гравитационната сила, действаща на тялото с маса m₁ от страна на тялото с маса m₂ и големината на гравитационната сила, действаща на тялото с маса m₂ от страна на тялото с маса m₁ се дават от формулата

където c е универсална природна константа, наречена гравитационна константа. Стойността й е определена експериментално

c = 6,67.10^-11 N.m²/kg².

Внимание: При r || = || 0 като . При достатъчно големи стойности на r големината на гравитационните сили е практически равна на нула.

Когато едното тяло е Земята, а другото, например, ябълка, под разстояние между тях трябва да разбираме разстоянието между центъра на Земята и ябълката (практически няма значение коя нейна точка).

Когато става дума за две земни тела, например два камъка, ние не можем непосредствено да наблюдаваме гравитационното привличане между тях, тъй като големината на гравитационните сили е много малка (виж стойността на гравитационната константа).

Хвърленият камък изпитва върху себе си силата на земното привличане и той пада върху Земята. А изпитва ли Земята силата на привличане от страна на камъка, която е със същата големина?

Нека тяло (камък) с маса m се намира на разстояние h (нека h = 6,4 km) от повърхността на Земята. Нека означим с R радиуса на Земята, (R = 6370 km), а с M нейната маса.

Нека m << M. Тогава големината на гравитационните сили, действащи върху всяко от тези две тела,

където r = R + h. Очевидно, можем да приемем с голяма точност, че r R и да напишем