Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Lektsiyi_z_fiziki_4.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
26.11.2019
Размер:
218.62 Кб
Скачать

Лекція 4. «Сили тяжіння, пружності та тертя. Рух тіла під дією кількох сил.».

План лекції:

План лекції

  1. Сила тяжіння. Закон всесвітнього тяжіння.

  2. Вага і невагомість.

  3. Штучні супутники Землі.

  4. Деформація тіл. Сила пружності. Закон Гука.

  5. Сила тертя. Коефіцієнт тертя.

  6. Рух тіла під дією кількох сил.

  1. Сила тяжіння. Закон всесвітнього тяжіння.

Усі тіла, що оточують нас, можуть падати на Землю. Падає спіле яблуко, відірвавшись від гілки, вода у водоспаді, парашутист під час стрибка з літака. При цьому, якщо сила опору надзвичайно мала, рух тіл дуже близький до вільного.

У процесі вільного падіння всі тіла поблизу поверхні Землі рухаються з однаковим прискоренням, яке називають прискоренням вільного падіння .g Це прискорення зумовлене дією на тіло сили тяжіння Fт

Отже, другий закон Ньютона для тіла, що вільно падає, має такий вигляд:

Таким чином, сила тяжіння, що діє на тіло, пропорційна масі цього тіла.

Оскільки сила тяжіння пропорційна масі тіла, то цей факт можна використати для вимірювання маси тіла за допомогою зважування.

Тіло, що вільно падає на землю, рухається рівноприскорено зі збільшенням швидкості, оскільки його швидкість спрямована однаково із силою тяжіння і прискоренням вільного падіння. Залежність швидкості від часу описується формулою:

Ньютон припустив, що деякі явища, які, здавалося б, не мають між собою нічого спільного (падіння тіл на Землю, обертання планет навколо Сонця, рух Місяця навколо Землі, припливи та відпливи), зумовлені однією причиною. Провівши численні розрахунки, Ньютон дійшов висновку, що всі тіла в природі притягуються одне до одного із силою, прямо пропорційною добутку їхніх мас і обернено пропорційною квадрату відстані між ними. Використовуючи астрономічні дані та виконавши розрахунки, Ньютон сформулював закон всесвітнього тяжіння: дві матеріальні точки масами m1 і m2, що перебувають на відстані R одна від одної, притягуються із силою.

Коефіцієнт пропорційності G у законі всесвітнього тяжіння називають гравітаційною сталою. Чисельно він дорівнює силі, з якою притягуються дві матеріальні точки одиничної маси (по 1 кг), що перебувають на одиничній відстані (1 м) одна від одної.

Вимірювання показали, що G= 6,67 * 10-11

Таке значення гравітаційної сталої пояснює, чому гравітаційні сили між тілами невеликої маси мізерно малі і ми часто не помічаємо їх. Навіть дві кулі, кожна масою в тонну, якщо перебувають на відстані 1 м, притягуються одна до одної із силою лише в 6,67 стотисячних часток ньютона. Для тіл же, які мають велику масу (зорі та планети), ці сили досягають дуже великих значень.

Відкриття закону всесвітнього тяжіння дозволило зрозуміти будову Сонячної системи, обчислити маси планет і Сонця, передбачити існування не видимих неозброєним оком планет, пояснити багато явищ природи, наприклад такі, як припливи й відпливи в морях і океанах. Цей закон дозволив відповісти на запитання: чому Земля, планети й Сонце трохи сплюснені біля полюсів? Чому в деяких планет є атмосфера, зокрема в Землі, а в інших планет її немає? Здавалося б, це зовсім не пов’язані між собою питання. Однак усі вони зумовлюються тією самою причиною — явищем всесвітнього тяжіння.

Іноді на екранах телевізорів можна спостерігати старт космічної ракети, що виводить супутник на орбіту. При цьому ми бачимо, що швидкість ракети спрямована вертикально. У чому ж тут справа? Виявляється, найбільш економічно спочатку запускати ракету у вертикальному напрямку, а потім змінювати напрямок руху, щоб на розрахунковій висоті вектор швидкості спрямовувався перпендикулярно радіусу окружності, по якій має обертатися супутник.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]