Как отличается сила притяжения спутника земли на ее поверхности от силы притяжения на высоте трех земных радиусов над поверхностью?

Сила тяжести заставляет все тела, на которые не действуют другие силы, двигаться вниз с ускорением свободного падения, g. Поэтому по второму закону Ньютона сила тяжести F, действующая на тело массой m, равна:

F = mg (12.1)

При взвешивании тело кладут на весы - устройство из пружин и рычагов. Весом тела называют силу, с которой тело, притягиваемое Землёй, давит на горизонтальную опору или растягивает подвес, в результате чего пружины весов деформируются. При этом возникшие упругие силы начинают действовать на тело с результирующей P, направленной вверх (рис. 12а), а сумма сил, приложенных к телу, становится равной нулю.

Сила тяжести, как следует из (12.1), прямо пропорциональна массе тела. Однако сила тяжести зависит также от ускорения свободного падения, которое максимально у полюсов Земли и постепенно уменьшается при движении к экватору. Сплюснутая у полюсов форма Земли и её вращение вокруг оси приводят к тому, что у экватора ускорение свободного падения приблизительно на 0,5% меньше, чем у полюсов. Поэтому вес тела, измеренный с пружинных весов, будет меньше на экваторе, чем у полюсов.

Сила тяжести, являющаяся гравитационной силой, зависит от массы и радиуса планеты, на которой находится тело. Так, сила тяжести и вес любого тела на поверхности Луны будет в 6 раз меньше, а на Юпитере – в 2,4 раза больше, чем на Земле. Однако, масса тела, являющаяся мерой его инерции (см. §9), остаётся неизменной и не зависит от того, где и в каких условиях её измеряют.

Вес тела на Земле может изменяться в очень широких пределах, а иногда даже и исчезать. Пусть, мы решили взвешиваться в лифте многоэтажного дома (см. рис. 12а), опускаясь со своего этажа вниз. Пока лифт стоит, сила P реакции со стороны весов (наш вес) и наша сила тяжести F равны по модулю и противоположны по направлению. Однако, как только лифт и мы стали двигаться вниз с ускорением а, величины сил F и P перестают быть равными, так как в соответствии со вторым законом Ньютона должно соблюдаться равенство: