Pole grawitacyjne. Natężenie pola.

Polem grawitacyjnym nazywamy stan fizyczny przestrzeni, w którym na umieszczone ciało działają siły grawitacyjne. Pole pośredniczy w oddziaływaniu pomiędzy ciałami.

Pole wokół mas źródłowych (Ziemia, Słońce) przedstawia się graficznie za pomocą linii pola (linii sił pola).

Linie sił pola lub linie natężenia pola grawitacyjnego - linie wzdłuż których na umieszczone ciała próbne działa siła grawitacyjna. Są to linie pokazujące w każdym punkcie kierunek i zwrot wektora natężenia pola. Linie te mają początek w nieskończoności ponieważ siła grawitacji choć maleje wraz z kwadratem odległości od źródła, to istnieje w każdej skończonej odległości od niego. Linie biegną tak, jakby cała masa kuli skupiona była w jej środku stąd nazwa pole centralne.

Rys. 3-4-1 Linie pola grawitacyjnego wytworzone przez punkt materialny o masie M

Na rysunku widzimy linie proste, wektory natężeń pól leżą na tych prostych.

Rys. 3-4-2 linie pola grawitacyjnego wytworzone przez trzy ciała kuliste (jednorodne) o masach m_(1 ): m_2 ∶m_3

Na rysunku widzimy linie krzywe, co oznacza, że wektory natężeń pól są do nich w każdym punkcie styczne.

Natężenie pola grawitacyjnego – jest to wielkość fizyczna, której miarą jest iloraz siły działającej na masę próbną umieszczoną w danym punkcie pola, do masy tego ciała.

\[ \gamma = \frac{F}{m} \]

Natężenie pola grawitacyjnego jest wielkością wektorową . kierunek i zwrot wektora natężenia jest taki sam, jak kierunek i zwrot wektora siły grawitacji, czyli wektor ten jest zwrócony w stronę źródła pola.

Jednostka natężenia pola:

\[ 1 \frac{N}{kg}=1\frac{kg\frac{m}{s^2}}{kg}=1\frac{m}{s^2} \]

Wartość natężenia centralnego pola grawitacyjnego pola grawitacyjnego jest wprost proporcjonalna do masy źródła pola, a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości punktu, w którym je mierzymy od źródła pola.

\[ \gamma = \frac{F}{m} = \frac{G\frac{Mm}{r^2}}{m} \]

\[ \gamma = G\frac{M}{r^2} \]