Калькулятор силы тяготения

Рассчитайте ньютоновское притяжение двух масс при известном расстоянии между ними.

Калькулятор всемирного тяготения
Введите обе массы в килограммах и расстояние между их центрами в метрах.

О силе тяготения

Закон всемирного тяготения Ньютона утверждает, что любые две массы притягиваются друг к другу. Модуль силы равен гравитационной постоянной, умноженной на обе массы и делённой на квадрат расстояния между их центрами. Калькулятор использует G, равную 6.6743 × 10^-11 ньютон квадратный метр на килограмм в квадрате. Массы вводятся в килограммах, расстояние — в метрах, а сила выражается в ньютонах. Сила прямо пропорциональна каждой из масс. Удвоение одной массы удваивает притяжение, а удвоение обеих увеличивает его в четыре раза. Для расстояния действует закон обратных квадратов. Удвоение расстояния между центрами уменьшает силу до четверти, утроение — до одной девятой. Такое быстрое убывание объясняет, почему притяжение обычных предметов незаметно, хотя гравитация действует между всеми массами. Для сферических тел со сферически симметричной плотностью внешнее гравитационное действие можно моделировать так, будто вся масса каждого тела сосредоточена в его центре. Приближение точечных масс также полезно для компактных объектов, размеры которых малы по сравнению с расстоянием между ними. Для близких тел неправильной формы или протяжённых объектов оно менее точно, поскольку разные части тел находятся на разных расстояниях. В подробных моделях силу тогда интегрируют по распределению массы. Уравнение Ньютона отлично подходит для учебных задач, лабораторных оценок, многих расчётов космических аппаратов в обычных условиях и сравнения планет. Для предельной точности, очень сильных гравитационных полей или релятивистских условий требуется общая теория относительности. На малых масштабах могут преобладать другие силы, а кажущийся вес вблизи планеты также зависит от вращения, высоты, широты и местной геологии. Используйте расстояние между центрами, а не зазор между поверхностями. Все значения должны быть в единицах СИ либо заранее переведены в них: граммы делят на 1000 для получения килограммов, а километры умножают на 1000 для получения метров. Научная запись позволяет ясно показывать очень малые и очень большие результаты. Этот учебный расчёт не учитывает другие тела, движение, приливные эффекты и релятивистские поправки, но даёт прямое и воспроизводимое применение базовой модели Ньютона.

Примеры расчёта силы тяготения

В примерах используются точечные массы и единицы СИ.

Массы и расстояниеСила притяженияНаблюдение
1 kg и 1 kg, расстояние 1 m6.674300e-11 NЧисловое значение силы совпадает с числовым значением гравитационной постоянной.
10 kg и 20 kg, расстояние 2 m3.337150e-9 NПроизведение масс делится на четыре.
1000 kg и 500 kg, расстояние 10 m3.337150e-7 NПо повседневным меркам сила всё ещё очень мала.

Как рассчитать силу тяготения

  1. Переведите массу первого объекта в килограммы и введите её.
  2. Переведите массу второго объекта в килограммы и введите её.
  3. Измерьте и введите расстояние между центрами в метрах.
  4. Нажмите «Рассчитать силу тяготения» и прочитайте результат в ньютонах.

Частые вопросы

Что такое гравитационная постоянная?

Калькулятор использует 6.6743 × 10^-11 ньютон квадратный метр на килограмм в квадрате. Это измеряемая постоянная пропорциональности в законе всемирного тяготения Ньютона.

Какое расстояние нужно вводить?

Введите расстояние между центрами масс, а не только пустой зазор между поверхностями. Для сфер используется расстояние между их геометрическими центрами.

Почему сила между обычными предметами так мала?

Гравитационная постоянная в единицах СИ чрезвычайно мала. Поэтому электромагнитные контактные силы и притяжение Земли намного сильнее взаимной гравитации обычных близко расположенных предметов.

Одинаково ли гравитация действует на оба объекта?

Да, на каждый объект действует сила одинакового модуля, направленная в противоположную сторону. Ускорения различаются, поскольку зависят также от массы каждого объекта.

Когда уравнения Ньютона недостаточно?

Для предельной точности, сильных полей или скоростей, близких к скорости света, нужна общая теория относительности. Для протяжённых тел неправильной формы может также потребоваться интегрирование по распределению массы.