Ускорение свободного падения. Вес тела
Физический смысл вектора 
в последнем уравнении - это ускорение свободно 
падающего тела при условии, что его скорость в рассматриваемый момент времени
равна нулю 
. Ускорение свободного падения можно
представить как:
, где 
.
(9.19)
Весом тела называется приложенная к нему сила 
, равная силе, с которой это тело действует
на подставку (или на подвес). Для случая тела, неподвижного относительно поверхности
Земли имеем 
; 
, кроме того, согласно 
закона Ньютона, сила действия подставки на тело
равна: 
. Тогда уравнение относительного движения тела в гравитационном
поле Земли будет иметь вид: 
. Из последнего уравнения получаем:
. (9.20)
Следовательно, вес тела есть геометрическая сумма силы гравитационного
притяжения Земли 
и центробежной силы инерции 
. По направлению этой суммы проходит отвес. Следовательно,
появление различий (угол 
- см. Рис. 9.2) в направлениях 
и обусловлено центробежной силой инерции. Кроме
того, Земля сплюснута вдоль оси вращения, что тоже влияет на отклонение линии
отвеса от направления к центру Земли. Угол меняется от нуля (для широты 
- экватор и для широты 
- географический полюс) до 
(для широты 
). В силу того, что Земля имеет форму
геоида, радиус Земли (в нашем случае — расстояние от точки на поверхности
Земли, где находится тело, до центра масс Земли) зависит от широты: на экваторе
; на географическом полюсе
. В итоге и ускорение свободного падения меняется с широтой в пределах от 
на экваторе до 
на географических
полюсах. Значение 
принято в качестве нормального (стандартного) значения.
Если на какое-либо тело действует сила инерции, то не существует противодействующей силы, приложенной к другому телу. Движение тел под действием сил инерции, таким образом, аналогично движению во внешних полях. Силы инерции всегда являются внешними по отношению к любой движущейся системе тел. Законы же сохранения (энергии, импульса, момента импульса) формулируются для замкнутых систем. Т.е. в обычном смысле нельзя использовать законы сохранения в НСО. Однако можно включить силы инерции в число сил системы и считать такую систему замкнутой. При этом необходимо учитывать работу, потенциальную энергию и момент импульса сил инерции.
