Физические основы измерений. Курс лекций "Универсальные физические постоянные". Часть I. Жаргалов Б.С. - 4 стр.

ученого-экспериментатора Г.Галилея (1564-1642). Он сбросил с вершины знаменитой
Пизанской башни чугунное ядро и деревянный шар. Различные по массе предметы упали на
Землю в одно и то же время. Простота экспериментов Галилея не умаляет их значения,
поскольку это были первые, надежно установленные путем измерений экспериментальные
факты.
       Все тела падают на Землю с одинаковым ускорением – вот основной вывод из опытов
Галилея. Он же измерил и значение ускорение свободного падения, которое с учетом
последующих уточнений оказалось равным: go = 9.8 м/с2.
       Выдающийся польский ученый             Н.Коперник (1473-1543) разработал схему
гелиоцентричекого устройства нашей планетной системы, согласно которой все планеты
солнечной системы вращаются вокруг Солнца. Однако Коперник не смог указать причины,
под действием которых происходит это вращение. Законы движения планет были выведены
в окончательном виде немецким астрономом И.Кеплером (1571-1630). Кеплер все же не
понял, что сила тяготения определяет движение планет.         Англичанин Р.Кук в 1674 г
.показал, что движение планет по эллиптическим орбитам согласуется с предположением о
том , что все они притягиваются Солнцем.
       Исаак Ньютон (1642-1727) в 23 –летнем возрасте пришел к выводу, что движение
планет происходит под действием радиальной силы притяжения, направленной к солнцу и
по модулю обратно пропорциональной квадрату расстояния между Солнцем и планетой.
       Но это предположение необходимо было проверить Ньютон, предположив, что такая
же по происхождению сила тяготения удерживает около Земли ее спутник – Луну, выполнил
несложный расчет. Он исходил из следующего , Луна движется вокруг Солнца по орбите,
которую в первом приближении можно считать круговой. Ее центростремительное
ускорение а, можно рассчитать по формуле
                                              a =rω2
       где r-расстояние от Земли до Луны ,а ω- угловое ускорение Луны. Величина r равна
шестидесяти земным радиусам (R3=6370 км). Ускорение ω рассчитывается из периода
обращение Луны вокруг Земли, который равен 27,3 сут:      ω=2π рад/27,3 сут
       Тогда ускорение а равно:
       a =rω2=60*6370*105*(2*3,14/27,3*86400)2 см/с2=0,27 см/с2
        Но если справедливо то, что силы тяготения убывают обратно пропорционально
квадрату расстояния, то ускорения свободного падения g л на Луне должно быть:
       g л =go/(60)2=980/3600cм/с2=0,27 см/с3
       В результате расчетов получено равенство
                                               а =g л,
       т.е. сила, удерживающая Луну на орбите, есть не что иное как сила притяжения Луны
Землей. Это же равенство показывает справедливость предположений Ньютона о характере
изменения силы с расстоянием. Все это дало основание Ньютону записать закон тяготения в
окончательном математическом виде:
                                           F=G (M1 M2/r2)
       где F–сила взаимного притяжения, действующая между двумя массами М1 и М2
удаленными друг от друга на расстояние r.
       Коэффициент G входящий в закон всемирного тяготения, пока еще таинственная
гравитационная постоянная. О ней ничего неизвестно - ни ее значение, ни зависимость от
свойств притягивающихся тел.
       Поскольку этот закон был сформулирован Ньютоном одновременно с законами
движения тел (законами         динамики), ученые получили возможность теоретически
рассчитывать орбиты планет.
       В 1682 г. английский астроном Э.Галлей по формулам Ньютона вычислил время
вторичного прихода к Солнцу наблюдавшейся в то время на небе яркой кометы. Комета
вернулась строго в расчетное время, подтверждая истинность теории.