Gravitacijsko polje

Koncept "gravitacijskog polja" pojavio se u fizici ne odmah. Isprva je ova vrsta interakcije razmatrana u okviru zakona svjetske gravitacije. Suvremeni pojam se pojavio mnogo kasnije. Postoji taj koncept već nekoliko stoljeća.

Pod težinom se misli na vlasništvo tijela koja će biti privučena, a sama imovina povezana je s mnoštvom tih tijela. Danas u fizici, gravitacija se vidi kao zakrivljenost vremenskog prostora u blizini masivnih tijela.

Tijela stvaraju oko sebe polja sile. Napetost takvog gravitacijskog polja u bilo kojem trenutku karakterizira silu koja djeluje na drugom tijelu koji se nalazi na toj točki. Intenzitet gravitacijskog polja g jednak je omjeru sile F koja djeluje na tijelo određene mase m prema masi tijela u gravitacijskom polju.

Intenzitet polja koincidira u smjeru, veličini i mjernim jedinicama s poznatim ubrzanje slobodnog pada, ali u smislu fizičkog značenja su različite vrijednosti. Snaga polja karakterizira stanje prostora u određenoj točki, a ubrzanje i sila pojavljuju se samo kada je tijelo u ovom trenutku.

Newton 1687. utvrdio je da se dva tijela privlače sila koja je izravno proporcionalna kvadratu udaljenosti na kojoj se nalaze jedan od drugoga. Takav zaključak učinio je on na temelju iskustva zakona planetarnog gibanja.

Gravitacijsko polje je jedno od vrsta fizičkog polja uz pomoć kojih se tijela privlače (gravitacijska interakcija). To može biti interakcija između planeta Sunčevog sustava, planeta i njihovih satelita, Zemlje i tijela blizu nje.

Gravitacijsko polje Zemlje je polje sile, koje je zbog atrakcije njegove mase i centrifugalna sila, koje proizlaze kao posljedica rotacije Zemlje. Ono ovisi (iako na neznatan stupanj) o privlačenju mjeseca, sunca i drugih tijela, kao i masu zemaljske atmosfere.

Na gravitacijsko polje našeg planeta karakterizira sila gravitacije, potencijal i niz različitih derivata. Dio potencijala naziva se geopotencijalnim (to je zbog samo privlačnosti Zemlje). Kako bi se riješili razni problemi, ona se predstavlja kao ekspanzija u smislu funkcija (sferni).

Zemljina gravitacijskog polja sastoji se od dva dijela, koji se nazivaju normalnim i anomalnim. Prva je osnovna, ona odgovara shematiziranom modelu planeta, koji je prikazan kao elipsoid revolucije. To je u skladu s pravim planetom. Anomalni dio je manji u veličini i mjeri se na vrlo složen način. Kad se mijenja položaj Mjeseca i Sunca u odnosu na Zemlju, tada povremeno postoji varijacija njegovog gravitacijskog polja. To pridonosi plimnim deformacijama Zemlje i, posebice, uzrokuje morske mete.

Osim toga, tu su i promjene u gravitacijskom polju plimni Zemlje koje proizlaze zbog redistribucije mase u dubini, potresi, tektonski pokreti, pokreti vode i zračnih masa, vulkanske erupcije, promjene u trenutnoj osi rotacije Zemlje na dan, kao i njegova kutna brzina. Mnoge vrijednosti takvih promjena ne mogu se promatrati pa se stoga procjenjuju samo teoretski.

Gravitacijsko polje Zemlje temelj je za određivanje geoida, koji karakterizira gravimetrijsku sliku Zemlje. Ova slika postavlja visinu površine planeta. Na gravitacijskom polju, zaključuje se o hidrostatičkom ravnotežnom stanju planeta i nastalim naprezanjima u unutrašnjosti, istražujući elastična svojstva Zemlje.

Zemljino gravitacijsko polje pomaže izračunati orbite umjetnih satelita, putanju kretanja raketa. Anomalije polja pomažu prepoznati distribuciju nehomogenosti u gustoći u zemljinoj koru, gornji dio plašta, provoditi tektonsko zoniranje, tražiti minerala.