Гравитациялық күштер. Бүкіл әлемдік тартылыс заңы.

Бұл заң массалары m₁ және m₂ арақашықтықтары r болатын екі дененің өзара әсерлесу күшін анықтайды.

F = G , (2.5)

мұндағы G = – гравитациялық тұрақты.

Жер бетіндегі өріс. Жер радиусын R_o, ал оның бетінен массасы m денеге дейінгі арақашықтықты h деп белгілейік және h<< R_o болсын.Сонда ауырлық күші төмендегідей анықталады.

, (2.6)

мұндағы М – Жер массасы.

Ауырлық күшін биіктікке тәуелсіз тұрақты деп алсақ, онда

, (2.7)

мұндағы – Жер бетіндегі еркін түсу үдеуі.

Серпімділік күші. Гук заңы. Күш әсер кезде кез-келген нақты дене деформацияланады, өзінің формасымен көлемін өзгертеді. Егер күш әсері тоқталғаннан кейін, дене өзінің бастапқы формасымен өлшемін сақтаса, онда деформация серпімді деп аталады.

Тәжірибе көрсеткендей аз деформациялар кезінде серіппенің ұзаруы , әсер етуші күшке ~F пропорционал екендігі анықталған:

. (2.8)

Пропорционалдық коэффициент k-серіппенің қатаңдығы деп аталады.

Серпімділік күшімен деформацияның пропорционалдығы Гук заңы деп аталады.

Бүкіләлемдік тартылыс күші көрінісінің бірі – денелердің Жерге тартылу күшін ауырлық күші деп атайды және оны Fа әрпімен белгілейді.

Ал салмақ бұл дененің басқа бір денеге әсерін көрсететін күш.

шарты	Формуласы	Нәтижесі	Қозғалыс атауы
а=0	P=mg	Салмағы өзгермейді	Бірқалыпты немесе тыныштықта
а үдеумен төмен қозғалғанда	P=m(g-а)	Салмағы нольге тең болады	Салмақсыздық
а үдеумен жоғары қозғалғанда	P=m(g+а)	Салмағы артып кетеді.	Асқын салмақ

Ғарыштық жылдамдықтар — жасанды денелердің (жерден) бастапкы ұшу жылдамдығы: біріншісі — 7,9 километр/сек., екіншісі — 11,2 километр/сек., үшіншісі — 16,7 километр/сек. Жердің тартылыс күшін теңестіріп, ракетаның жер орбитасын айналып жүруі үшін оған жер бетінде бастапкы жылдамдық беру керек. Ол — 7,9 километр/сек. (шеңбер жылдамдығы). Ракетаның ұшу биіктігі артқан сайын айналудың бастапқы жылдамдығы кемиді (200 километр ұшу биіктігінде — 7,9 километр/сек-ке дейін, 1000 километр биікте — 7,3 километр/сек-ке дейін). Өйткені жердің тартылыс күші азаяды. Жер бетіндегі бастапқы жылдамдықты 7,9-дан 11,2 километр/сек-ке дейін арттырса, ракета эллипс тәрізді орбитада ұшады, оның бір бүйірі жердің орталығында болады. Жылдамдық шеңбер жылдамдығынан артқан сайын, эллипс соғұрлым созылыңқы болады. Жер бетіндегі жылдамдық 11,2 километр/секундке жеткенде, ракета жердің тартылыс күшін женіп, жасанды планетаға айналады. Жер бетіндегі бастапқы жылдамдығы 16,7 километр/секундке жетсе, ракета Жердің де Күннің де тарту күшін жеңіп, күн жүйесінің шеңберінен шығады.

Формуладағы тұрақтыларды орындарына қойып есептегенде бірінші ғарыштық жылдамдық V1 ≈ 7,91 км/c болады.

2) Жердің еркін түсу үдеуі (g=9,8 м/c²) арқылы да бірінші ғарыштық жылдамдықты анықтай аламыз.

Үшінші космостық жылдамдық - одан əрі жоғарылатқан кезде дене Күннін тартылысын жеңіп, Күн жүйесінен шығып кететін жылдамдық.