Закон всемирного тяготения говорит нам о том, что все тела находятся между собой в гравитационном взаимодействии, то есть взаимно притягиваются друг к другу. Причем сила, с которой одно тело притягивает к себе другое, прямо пропорциональна массе этого тела. Если массы тел несопоставимы друг с другом, и одно тело в сотни или тысячи раз тяжелее другого, то более тяжелое тело полностью притянет к себе легкое.
Каждый день мы видим, как какой-нибудь предмет падает на землю. Это планета Земля как физическое тело притягивает к себе вещь, потерявшую опору.
Но ведь Земля и сама находится вблизи от еще более тяжелого небесного тела - Солнца. Масса Солнца в 333 000 больше массы Земли, так почему Земля не падает на Солнце?
Все дело в том, что сила, с которой Земля притягивается к Солнцу, уравновешивается центробежной силой, действующей на Землю при ее движении по окружности вокруг Солнца.
Что такое центробежная сила?
Центробежная сила - это сила, которая воздействует на тела при их вращательном движении по окружности. При этом вращающееся тело стремится улететь от центра этой окружности с постоянным ускорением. Центробежное ускорение зависит от скорости вращения тела. Чем выше скорость, тем больше ускорение.
Показательный пример. Возьмем шарик, подвешенный на веревочке. В спокойном состоянии шарик под воздействием гравитационной силы Земли висит на веревке в направлении вертикально вниз. Это на него действует сила притяжения Земли. Полностью упасть на землю ему не дает только сила натяжения нити. Если шарик раскрутить в горизонтальной плоскости с большой скоростью, на него начнет действовать центробежная сила. Шарик больше не будет висеть вертикально вниз, а станет вращаться в горизонтальной плоскости и как будто удаляться от центра вращения. Можно даже физически ощутить, как вращающийся шарик растягивает веревку. А удерживает шарик около центра вращения все та же сила натяжения нити. Если раскрутить шарик до такой скорости, что центробежная сила станет больше силы натяжения нити, то нить порвется, и шарик улетит по прямой, перпендикулярной радиусу его вращения. Но при этом вращаться дальше он не будет, центробежная сила исчезнет и, пролетев немного, шарик упадет на землю (сами понимаете, почему).
Центробежная сила вращения Земли
Аналогичное взаимодействие наблюдается и при движении Земли вокруг Солнца. Центробежная сила, действующая на Землю при ее вращении, удаляет ее от центра вращения (то есть от Солнца). Но если Земля прекратит вращаться вокруг Солнца и остановится, то Солнце притянет ее к себе.
С другой стороны, сила притяжения Солнца уравновешивает центробежную силу вращения Земли. Солнце притягивает Землю, Земля не может улететь от центра своего вращения и движется по постоянной орбите вокруг Солнца. Но если скорость вращения Земли многократно увеличится, и центробежная сила превысит силу притяжения Солнца, то Земля улетит в открытый космос и какое-то время будет лететь как комета, пока не попадет под притяжение другого тела с еще большей массой.
