Câmpul gravitaţional. Intensitatea câmpului gravitaţional. Legea atracţiei universale.

1. LEGEA ATRACŢIEI UNIVERSALE
CÂMPUL GRAVITAŢIONAL
INTENSITATEA CÂMPULUI GRAVITAŢIONAL

2. LEGEA ATRACŢIEI UNIVERSALE
Sir Isaac Newton a revoluţionat ştiinţa când a presupus
că forţa gravitaţională care atrage un corp, spre exemplu,
un măr, spre Pământ s-ar putea manifesta şi asupra Lunii,
prin intermediul câmpurilor gravitaţionale ale celor două
corpuri cereşti. Prin observaţii şi calcule, el a ajuns la
concluzia că forţele de gravitaţie exercitate de Pământ
fie asupra Lunii, fie asupra unui măr aflat liber în
vecinătatea Pământului depind atât de distanţa dintre
aceste corpuri şi Pământ, cât şi de masele lor.
Newton a generalizat această ipoteză, aplicând-o oricăror
două corpuri din Univers, ale căror dimensiuni pot fi
considerate mici în raport cu distanţa dintre centrele lor.
Legea atracţiei gravitaţionale, enunţată de Newton şi
publicată în anul 1687, a fost confirmată prin studierea
mişcării planetelor în jurul Soarelui şi a sateliţilor în jurul
planetelor.
„Milioane de oameni au văzut mărul
căzând, doar Newton a fost cel care
s-a întrebat de ce.”
(Bernard Baruch)

3. 1m
2m
r
 F

F

−
Valoarea constantei K a atracţiei universale a fost determinată
experimental, pentru prima oară, în anul 1798, de Sir Henry Cavendish.
El a folosit o balanţă de torsiune (numită în prezent şi balanţă
Cavendish)

4. CÂMPUL GRAVITAŢIONAL
Definiţie: Se numeşte câmp de forţe o regiune din spaţiu, limitată sau nelimitată, unde în
fiecare punct se face simţită acţiunea unei forţe determinate în modul, direcţie şi sens.
Definiţie: Se numeşte câmp gravitaţional o regiune din spaţiu, limitată sau nelimitată, unde în
fiecare punct se face simţită acţiunea unei forţe gravitaţionale de atracţie determinate în
modul, direcţie şi sens.
Observaţii:
1.Câmpurile de forţe în general (câmpul gravitaţional în particular) sunt o formă de existenţă a materiei, distinctă
de substanţă, care fac posibilă transmiterea din aproape în aproape a interacţiunilor dintre corpuri.
2.Corpul care generează câmpul gravitaţional se numeşte sursă a câmpului.
3.Masa corpului, ca o măsură a capacităţii sale de a genera un câmp gravitaţional sau de a suporta acţiunea unui
câmp gravitaţional se numeşte masă gravitaţională sau masă grea. Experimental s-a constatat că ea este numeric
egală cu masa inertă.

5. INTENSITATEA CÂMPULUI GRAVITAŢIONAL

6. P
Observaţie: Câmpul gravitaţional creat de corpul de masă M există chiar în absenţa
corpului de probă din punctul P. Numai plasând acest corp de probă, de masă m, putem
detecta prezenţa câmpului.
Observaţie: Direcţia vectorului intensitate a câmpului gravitaţional este radială, iar
sensul spre centrul corpului, de masă M, generator de câmp gravitaţional.

7. Câmpul gravitaţional este:
un câmp vectorial, deoarece i se poate ataşa un sistem de vectori, şi anume vectorul de intensitate a
câmpului;
un câmp radial, deoarece liniile de câmp au direcţie radială;
un câmp cu simetrie sferică.
Orice câmp se reprezintă prin linii de câmp. Linia de câmp este o linie imaginară la care vectorii intensitate ai
câmpului sunt tangenţi în orice punct.
Definiţie: Se numeşte câmp gravitaţional staţionar, un câmp gravitaţional a cărui intensitate într-un punct
oarecare nu variază în timp.
Câmp radial creat de o sursă sferică şi omogenă Câmp uniform – liniile de câmp sunt paralele şi echidistante

8. CÂMPUL GRAVITAŢIONAL TERESTRU
P
R

9. ACCELERAŢIA GRAVITAŢIONALĂ
hRP
MP
m

11. SATELIŢI ARTIFICIALI

12. CĂLĂTORI PRIN SPAŢIUL COSMIC
Pentru a se putea plasa un satelit pe o orbită, trebuie să i se imprime acestuia o viteză V egală cu prima viteză
cosmică corespunzatoare înălţimii respective ( V = 7,9 km/s la suprafaţa Pământului). Când viteza iniţială este exact
cea necesară (prima viteză cosmică sau viteza circulară), satelitul descrie o orbită circulară cu centrul în centrul
Pământului. În acest caz viteza satelitului este aceeaşi în oricare punct al orbitei.
Dacă, însă, la introducerea pe orbită se imprimă satelitului o viteză mai mare decât viteza circulară, orbita satelitului
se alungeşte, luând forma unei elipse. Continuând să mărim viteza iniţială, orbita se alungeşte tot mai mult, până la
infinit; este cazul vitezei V = 11,2 km/s – a doua viteză cosmică, pentru care orbita satelitului nu se mai închide, ea
devenind o hiperbolă, corpul părăsind orbita Pământului.
Viteza pe care trebuie să o aibă un satelit pentru ca pornind de pe Pământ să se elibereze de atracţia Soarelui se
numeşte a treia viteză cosmică şi are valoarea V = 16,7 km/s
Prof. Trandafir Marius