중력이 attractive force 이기 때문에 혼동이 생긴 것 같습니다.
사실 그냥 수학적/기계적으로 따진다면, F = - dU/dr 이므로, U = -GMm/r 을 미분하고 - sign 을
붙여서 F = - GMm/r^2 이 되죠. r < R 인 영역에서도 사실은 F = - (GMm/R^3) r
이 됩니다. 이것을 적분한다면 혼동없이 답이 나올 겁니다. force 그래프는 그 크기만 그려져
있을 뿐입니다.
수학을 떠나서, 물리적으로 얘기하자면, 세상의 모든 것들은 system 의 potential energy 가 줄어드는
방향으로 움직입니다. attractive force 는 물체의 거리를 가깝게 하죠. 물체의 거리가 가까와 질 수록
potential energy 가 decrease 한다는 뜻입니다. 반면에 repulsive force 는 서로 밀어내서 멀어지고
싶어하죠. 거리가 멀어질수록 potential energy 가 decrease 합니다. 중력은 당기는 force 이고,
거리가 가까와 지고 싶어하는 force 이므로 가까와질수록 potential energy 가 지속적으로 감소해야 맞습니다.