שדה כבידה

שדה הכבידה הוא מפה של תאוצה: בכל נקודה במרחב, הוא אומר לך את הכיוון ואת העוצמה של משיכת הכבידה שמסת מבחן קטנה הייתה מרגישה. עבור מסה נקודתית M, השדה הוא g = −GM/r² המכוון ברדיוס פנימה. המושג מפריד את מקור הכבידה (M) מאפקטה (התאוצה שמרגישה m), מה שהופך חיוני כאשר יש לך מקורות רבים או כשרוצים לתאר את הכבידה כתכונה של המרחב עצמו.

מושג השדה מוביל באופן טבעי לפוטנציאל הכבידה Φ = −GM/r, סקלר שהגרדיאנט שלו נותן את השדה: g = −∇Φ. משטחים שווי-פוטנציאל הם ספירות סביב מסה מבודדת. האנרגיה הפוטנציאלית של מסת מבחן m היא U = mΦ = −GMm/r, שלילית כי צריך להוסיף אנרגיה כדי למשוך את המסה לאינסוף. מוסכמת הסימן הזו — אפס באינסוף, יותר שלילי משמעו כבול יותר חזק — עוברת בכל המכניקה המסלולית.