Siła ciężkości

Siła ciężkości, pot. ciężar to siła, z jaką Ziemia lub inne ciało niebieskie przyciąga dane ciało. Jest jedną z najbardziej popularnych sił ciężkości. Spotykamy się z nią na co dzień. Wiemy, że wszystkie ciała spadają na Ziemię, jeżeli żadne inne ciała nie przeszkadzają ruchowi.
Siłę ciężkości odczuwamy bezpośrednio wtedy, kiedy podnosimy przedmioty o dużej masie. Siłę możemy mierzyć, posługując się, wspomnianym na poprzedniej stronie, siłomierzem. Siłę ciężkości oznaczamy literą Fc lub P.

Wiadomo, że wszystkie ciała, niezależnie od wartości ich masy, w pobliżu Ziemi (w próżni) spadają z jednakowym przyspieszeniem, tzw. przyspieszeniem ziemskim g.

(1) Wartość przyspieszenia ziemskiego. ze strony http://www.daktik.rubikon.pl/kinematyka/przyspieszenie_ziemskie.htm

Zawieszając na siłomierzu ciała o różnej masie, przekonujemy się, że siłą ciężkości Fc jest wprost proporcjonalna do masy ciała m.

(2)

Przyspieszenie ziemskie jest nieco inne w różnych miejscach na Ziemi i jego wartość zależy od szerokości geograficznej i od wysokości nad jej powierzchnią. Dla każdego z miejsc obowiązuje taka sama zależność, ale siłą ciężkości Fc działająca na ciało o ustalonej masie w różnych miejscach przyjmuje inne wartości, proporcjonalne do miejscowego przyspieszenia.

(3)

Siła Fc jest proporcjonalna do masy ciała, jak i do przyspieszenia ziemskiego. Zatem te dwie zależności (2) i (3) można zapisać w postaci wspólnej.

(4)

Zależność napisana jest w postaci wektorowej, ponieważ siła i przyspieszenie są wektorami, a masa jest skalarem. To równania jest szczególnym przypadkiem ogólnego prawa - drugiej zasady dynamiki Newtona, która została dokładnie omówiona na następnej stronie.
Równanie (4) ma dyże znaczenie praktyczne, gdyż pozwala mierzyć masę różnych ciał przez porównanie sił ciężkości. Pomiarów można dokonywać za pomocą siłomierza, wagi sprężynowej lub wagi szalkowej. Jak widać, słowo "ważenie" używane jest w dwóch różnych znaczeniach - jako pomiar siły ciężkości albo masy.

Wszystkie informacje pochodzą z podręcznika M. Kozielskiego "Fizyka i astronomia"