Годишње привидно померање Сунца у односу на звезде последица је кретања Земље око Сунца, са периодом од једне године. Смењивање дана и ноћи условљено је обртањем Земље.

Heliocentricni sistem
Слика 1. Хелиоцентрични систем

Кеплерови закони

Кеплерови закони говоре о кретању небеских тела.

I Кеплеров закон:

Планете се крећу по елиптичним путањама; у заједничкој жижи тих елипси налази се Сунце.

Слика 2. Путања планете око Сунца
Putanje planete oko Sunca
перихел Сунце афел

II Кеплеров закон:

Свака планета се креће тако да дуж која спаја планету са Сунцем за исто време пребрише једнаке површине. То значи да су осенчене површине:
S1=S2=S3=… = const.

Секторска брзина планете је константна:

Graficki prikaz II Keplerovog zakona
Слика 3. Графички приказ II Кеплеровог закона

III Кеплеров закон:

Квадрати времена обилажења ма које две планете око Сунца сразмерни су кубовима великих полуоса њихових елиптичних орбита:

Формула:

Њутнов закон гравитације

Њутн је формулисао општи закон гравитације, који важи за сва небеска тела, и за сва тела уопште.

Интензитет силе узајамног привлачења две материјалне тачке,
или два хомогена тела сферног облика, сразмеран је производу њихових маса и обрнуто сразмеран квадрату растојања међу тим материјалним тачкама.

Gravitaciona sila izmedju dva tackasta tela
Слика 4. Гравитациона сила између два тачкаста тела
и између два сферна хомогена тела

Правац гравитационе силе пролази кроз материјалне тачке (центре сфера). Смер силе која делује на оба тела је усмерен ка центру другог тела.

Гравитациона константа је бројно једнака сили између тела једнаких маса на јединичном растојању.

Гравитациона сила у близини Земљине површине

На тело које се налази над Земљином површином, земља делује силом интезитета:

m – маса тела
M – маса Земље
R – полупречник Земље
h – висина на којој се тело налази

Слика 5.

Правац силе је правац Земљиног полупречника на месту где се тело у датом тренутку налази, а смер је ка центру Земље.

Ако се тело налази на релативно малој висини изнад Земљине површине, гравитациона сила нема интензитет:

Земљина тежа

Слободан пад подразумева да тело пуштено са неке висине без почетне брзине убрзано се креће према Земљиној површини.
Сила која узрокује слободан пад назива се Земљина тежа.

; m – маса тела , g – убрзање слободног пада

Слика 6.

Земљина тежа је резултанта гравитационе и центрифугалне силе које делују на тело:

Убрзање слободног пада

Убрзање тела при слободном паду је:

односно:

Убрзање слободног пада не зависи од масе тела.

Тежина тела

Сила којом тело делује на хоризонталну подлогу, истеже металну опругу, затеже конац, нит и слично услед деловања Земљине теже у инерцијалном систему референције, назива се тежина тела.
Разлика тежине тела и Земљине теже:
Земљина тежа и тежина тела имају
једнак интензитет (Fg=Q).
правац и смер ка површини Земље
немају исту нападну тачку
Нападна тачка:
Земљине теже – тело (тежиште)
тежине тела – тачка ослонца или тачка вишења

Sila teze i tezine tela
Слика 7. Сила теже и тежина тела
на површини Земље

Ако се прекине конац о коме виси тело, Земљина тежа делује (слободан пад), али тежина тела је једнака нули (Q=0)
Када слободно пада, подлога на којој се налази тело, тело не притиска подлогу и тежина тела је такође једнака нули, али Земљина тежа и даље делује на подлогу и на тело.

Мерна јединица је [N]
Суштинска разлика између појмова Земљине теже и тежине тела:

земљина тежа – одржава узајамно деловање тела и Земље
тежина тела – резултат узајамног деловања тела и подлоге
тежина тела – зависи од убрзања подлоге на којој се тело налази
земљина тежа – остаје непромењена у тим условима
тежина тела – на половима и на екватору није иста

Маса и тежина

Тежина тела је сила, а маса је својство тела (честице).
Маса тела остаје стална, неизмењена, независно од тога где се тело налази; тежина тела се мења у зависности од убрзања референтног система у ком се мери њена вредност или места у коме се оне одрађују.
Тежина тела карактерише гравитациону силу која на њега делује, а маса његово својство инертности.
На површини Месеца и Земље тежине тела нису исте.

У далеком космичком простору, тежина тела може да се занемари, а маса истог тела у свим случајевима остаје стална (непромењена).

Гравитационо поље

Простор око сваког тела, независно од масе, не можемо опажати чулима. Региструјемо га на основу његовог деловања на друга тела.
Гравитационо поље је преносилац гравитационе интеракције тела.
Посебно физичко стање простора око тела, физичка својства се описују уз помоћ две физичке величине:
јачина гравитационог поља
потенцијал гравитационог поља

Јачина гравитационог поља

Ознака:
Формула: , – гравитациона сила ; - маса пробног тела
Мерна јединица:
Јачина гравитационог поља је физичка величина која је бројно једнака гравитационој сили која у датој тачки поља делује на пробно тело јединичне масе.
Она је векторска физичка величина и истог је правца и смера као и гравитациона сила у тој тачки.