Fyzika na lékařské fakulty - příprava na přijímací zkoušky

Fyzikální pole, s kterým se denodenně setkáváme, se nazývá gravitační. Určuje silové působení mezi každými dvěma tělesy. Na základě zákonu akce a reakce tedy víme, že síla, kterou působíme my na Zemi, je stejná, jako síla, kterou působí Země na nás. Gravitační síla je přímo úměrná hmotnostem dvou těles, tedy čím těžší těles jsou, tím cíve se přitahují. Pokud jsou tělesa lehká, nejsme téměř schopni pozorovat účinky gravitační síly. Například vzájemné přitahování dvou míčů je téměř nezměřitelné.

Gravitační zákon poprvé vyslovil Newton ve znění, že dva hmotné body se přitahují navzájem stejně velkými silami opačného směru. Velikost této síly je pak definována následovně: $F_{g}=\kappa \frac{m_{1}m_{2}}{r^{2}}$ , kde m_1,2, jsou hmotnosti těles, r² je čtverec vzájemné vzdálenosti a $\kappa$ je gravitační konstanta $\approx 6,67\cdot 10^{-11}N\cdot m^2 \cdot kg^{-2}$. Tedy gravitační síla ubývá se čtvercem vzdálenosti.

Pojděme si následující příklad. Máme dvě stejně velká tělesa. Jak se změní jejich vzájemné gravitační působení, pokud se vzdálenost změní na dvojnásobek? Vyjdeme ze vztahu, že $F_{g}=\kappa \frac{m_{1}m_{2}}{r^{2}};F_{1}=kF_{2};\kappa \frac{m_{1}m_{2}}{r^{2}}=k\kappa \frac{m_{1}m_{2}}{(2r)^{2}};k=4$ . Jednoduchými úpravami jsme zjistili, že gravitační síla klesne 4x.