Všechny vrhy, které jsme probírali v sekci kinematika, byly pohyby v homogenním gravitačním poli. Tedy v takovém poli, kde gravitační zrychlení mělo stálou velikost i směr.

Budeme se zabývat pohyby těles jako družice nebo planety. Ty na svých stálých vzdálenostech (orbitách) konají rovnoměrný pohyb po kružnici.

Gravitační a odstředivá síla

Při tomto pohyby na těleso působí dvě síly - gravitační (ta by působila, i kdyby těleso bylo v klidu) a odstředivá síla, která vzniká následkem pohybu po kružnici. Odstředivá Fod a gravitační síla Fg se rovnají vztahům

kde Mz je hmostnot Země, G je gravitační konstanta, Rz poloměr země, h je výška tělesa (např. družice) nad povrchem a m je hmotnost tohoto tělesa.

Pokud např. družice obíhá kolem Země dostatečnou rychlostí, tak vyrovná přitažlivé účinky gravitační síly. Z rovnosti sil pak vyplývá, že rychlost potřebná k udržení tělesa na orbitě Země je

Tuto rychlost nazýváme kruhovou nebo také první kosmickou rychlostí. Na zemském povrchu se rovná 7,9 km/s. Druhá kosmická rychlost je vždy √2 násobek první kosmické rychlosti a umožňuje tělesu opustit gravitační pole Země. Třetí kosmická rychlost pak tělesu umožňuje uniknout z gravitačního pole Slunce.