1)       Невесомость-состояние материального тела, при котором действующие на него внешние силы или совершаемое им движение не вызывают взаимных давлений его частиц друг на друга.

2)       Невесомость наблюдается при движении тела в лифте, когда лифт и находящееся в нем тело падают в направлении к Земли с ускорением свободного падения g.

3)       Невесомость наблюдается для тел помещенных в искусственном спутнике Земли (космическом корабле) или искусственном спутнике другого небесного тела.

4)       В состоянии невесомости тело может обладать весом.

5)       Если тело покоится в поле тяжести Земли на горизонтальной плоскости, то на него действует сила тяжести и направленная в противоположную сторону реакция плоскости, в результате чего возникают взаимные давления частиц тела друг на друга.

Вышеприведенное определение невесомости не подтверждается опытными фактами.

Чтобы убедится в этом, разберем на примере пункт Nr 1.

В нем говориться о том, что в состоянии невесомости отдельные частицы тела не оказывают давления друг на друга.

Убедится в том, что это не так очень просто на следующем опыте.

Опыт проведем в кабине космического корабля, находящегося на орбите Земли.

Будем считать, что давление воздуха внутри корабля равно 1 атмосфере (как на поверхности Земли).

Надуем воздухом воздушный шарик (на рисунке обозначено буквой а).

Затем поместим наш шарик под стеклянный колпак (на рисунке обозначено буквой б) и откачаем воздух насосом из под колпака до давления 0,5 атмосферы.

При этом шарик увеличится в размере. Это произойдет потому, что атомы воздуха в шарике оказывают давление на его внутреннюю поверхность.

Естественно, что эти атомы ударяются друг о друга, т. е. оказывают давление друг на друга.

Как в первом, так и во втором случае шарик будет находиться в состоянии невесомости при давлении его частиц(атомов) друг на друга.

Следовательно определение понятия невесомости в классической физике сформулировано неверно.

Попробуем теперь разобраться, что же такое невесомость на самом деле и какое определение нужно дать понятию невесомость.

Вес тела (вещества) это понятие относительное. Говоря о весе нужно обязательно оговаривать относительно чего этот вес действует. Так же следует иметь ввиду, что вес тела (вещества) возникает не потому, что Земля притягивает это тело, а потому, что вокруг Земли существует воздушная оболочка (атмосфера). Взаимодействие атомов воздуха и атомов тела, окруженного воздухом вызывает появление силы веса (гравитационной силы).

Сила веса возникает потому, что давление атомов воздуха оказываемое на тело сверху больше, чем давление снизу (по бокам давление воздуха одинаково).

Очень важно также здесь отметить, что сила веса зависит не от абсолютного значения величины давления воздуха, а от разности давлений сверху и снизу тела.

Поэтому вес тела не изменится если давление сверху и снизу увеличить например на 10 атмосфер.Так как разница останется той же самой.

В случае когда разница в давлениях сверху и снизу равна нулю, тело не имеет веса относительно воздуха который его окружает. Т. е. тело находится в невесомости относительно окружающего воздуха.

Другими словами, в состоянии невесомости ( например железного шара), давление атомов воздуха на атомы шара (находящиеся в его поверхностном слое), одинаково со всех направлений (например на каждый сантиметр поверхности шара действует давление 3 атмосферы).

Такое условие наступает в том случае, когда шар находится в состоянии свободного падения в направлении к поверхности Земли. В этом случае давление на нижнюю часть шара увеличивается за счет лобового сопротивления воздуха, а вверху шара создается разряжение. 

Изменение давления воздуха на шар, вызванное его движением, приводят к тому, что давление воздуха на шар сверху и снизу выравниваются. При этом разница в давлениях становится равной нулю. Соответственно и вес тела тоже будет равен нулю. Тело замедляет скорость движения в направлении к Земле. При этом сила давления вызванная лобовым сопротивлением и сила разряжения вверху шара тоже уменьшаются. Снова возникает сила веса и процесс повторяется.

Конечно же процесс этот не сопровождается такими скачками как это я описал, он протекает плавно. И в процессе свободного падения шара силы давления воздуха на любую плошадь его поверхности остаются одинаковыми.

Поэтому можно сказать, что вес свободно падающего тела  относительно окружающего его воздуха равен нулю. Шар при свободном падении находится в состоянии невесомости  относительно атмосферы воздуха окружающей Землю, а относительно Земли шар имеет вес.

Теперь предположим, что наш , падающий в воздухе железный шар , полый, и внутренний объем его заполнен воздухом.

Это как раз и есть тот самый корпус лифта или корпус космического корабля.

То, что корпус будет находится в невесомости мы уже выяснили.

Возникает вопрос, будет ли находиться в невесомости тело(например космонавт), находящееся внутри полого шара?

Оказывается он не будет находиться в невесомости. Хотя сила веса его будет настолько мала, что по сравнению с весом этого тела на поверхности Земли ей можно принебречь.

В невесомости тело внутри шарообразной кабины корабля будет находиться в том случае, если оно будет иметь форму шара, и находиться точно в геометрическом центре  кабины корабля. Во всех остальных точках оно будет иметь маленький вес.

Этот маленький вес будет перемещать наш шарик к внутренней поверхности большого шара.

Давление воздуха в полости большого шара будет распределено в его объеме таким образом, что чем ближе мы будем приближаться к центру шара, тем выше будет давление. Максимальным оно будет в геометрическом центре шара. Потому маленький шарик, геометрический центр которого будет совпадать с геометрическим центром большого шара, будет испытывать равномерное давление на своей поверхности.

Если же его сместить относительно центра в любую из сторон, то на его поверхность будут действовать различные силы давления. Это и приведет к появлению веса.

Разность этих давлений будет мала потому, что соотношение размеров большого и малого шаров невелики.

Следует так же отметить, что если шар заполнить не воздухом а водой, а в качестве рассматриваемого тела использовать пузырек воздуха, то он всегда будет стремиться занять положение в геометрическом центре большого шара. Это происходит потому, что удельный вес воздуха меньше чем воды. Подробнее об этом здесь рассказывать не буду.

Прежде чем дать определение понятия невесомости остановлюсь еще на одном примере.

Предположим, что железный шар лежит на горизонтальной площадке Земли.

В этом случае, относительно окружающего его воздуха, он будет иметь вес. Относительно Земли он будет находиться в невесомости.

Убедиться в последнем можно при помощи пружинных весов. До тех пор, пока не поднимешь шар с поверхности Земли, весы, установленные на Земле будут показывать нуль.

О том что давление внутри шара лежащего на Земле неравномерно (в вертикальной плоскости) можно убедиться, если вместо железа шар сделать из воды. Наша капля воды будет иметь не форму шара, а расплющинный овал. В нормальной невесомости капля воды имела бы форму шара.

Подведем итог :

Тело (вещество) находится в состоянии невесомости, по отношению к другому телу (веществу), если оно по отношению к нему не имеет веса.

Невесомость, это отсутствие веса. Невесомость,так же как и вес, понятие относительное.

А поэтому, говоря, что тело (вещество) находится в состоянии невесомости, нужно всегда оговаривать, относительно какого тела (вещества) этот вес отсутствует.  

  Отсюда вытекает, что закон всемирного тяготения Ньютона не работает.

Получается, что масса m₁ или m₂ должна быть равна нулю. Но так как по определению Ньютона масса, это количество вещества в теле, и тело реально существует (можно его потрогать руками), то закон Ньютона не выполняется.

Чтобы спасти закон Ньютона, представители классической физики и дают такое странное определение понятию невесомость.