Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Головне управління освіти і науки полтавської облдержадміністрації

Полтавське територіальне відділення МАН України

Комсомольське наукове товариство учнів «Мала академія наук»

Відділення: Науково-природниче

Секція: фізика

Підсекція: теоретична фізика

Елементи теорії гравітаційного потенціалу та його практичного використання.

Роботу виконав:

Герасименко Ярослав Русланович,

Учень 11 класу

Комсомольської ЗОШ І-ІІІ

ступенів №1

з поглибленим вивченням

економіки та права

Комсомольської міської ради

Полтавської області

Науковий керівник:

Залізняк Сергій Володимирович,

учитель фізики Комсомольської

загальноосвітньої школи I-III

ступенів № 1

вчитель-методист,

Соросівський вчитель,

заслужений вчитель України

Комсомольск – 2012

Тези науково-дослідницької роботи «Елементи теорії гравітаційного потенціалу та його практичного використання»

Автор: Герасименко Ярослав Русланович, учень 11 класу Комсомольської

загальноосвітньої школи № 1, Полтавської області

Науковий керівник: Залізняк Сергій Володимирович, учитель фізики

Комсомольської загальноосвітньої школи № 1, вчитель методист, Соросівський вчитель, заслужений вчитель України.

Полтавське територіальне відділення МАН України

Секція: фізика

Мета роботи- полягає в тому, щоб показати можливість використання теоретичної фізики, для визначення характеристик гравітаційного потенціалу та його практичного використання при розв’язуванні задач фундаментального та практичного значення, обчислення маси неоднорідностей на планеті, що в свою чергу дає можливість розраховувати наявність, наприклад, залізної руди чи нафти для їх подальшого промислового видобування. Аналіз теорії гравітаційного потенціалу може стати методом для створення комп’ютерних моделей характеристик навколишнього середовища, а отже збільшити ступінь розуміння фізичних процесів. У ході написання роботи було розглянуто велику кількість учбово-методичної та наукової літератури та науково-методичних матеріалів з різних джерел. Деякі результати мають чисто теоретичний, пізнавальний характер, і можуть з успіхом використовуватись в учбовому процесі закладу відповідного профілю.

Завдання роботи:

1. Дати означення та проаналізувати фізичний зміст гравітаційного потенціалу

2. Проаналізувати залежність потенціальної енергії тіла від відстані до поверхні Землі

3. Дослідити осциляцію частинки навколо колової орбіти

4. Дослідити час зіткнення частинок під дією гравітаційних сил.

5. Визначити відношення амплітуд приливних хвиль Сонця і Місяця на Землі

6. Визначення роботи по рознесенню маси Землі на нескінченність

7. Оцінити поправочний коефіцієнт до гравітаційного потенціалу в теорії Ейнштейна

8. Дати оцінку розмірів та мас деяких неоднорідностей на Землі

Структура роботи. Складається із вступу, основної частини, висновків, списку використаних джерел і додатків.

Основними результатами роботи є:

• Аналіз фізичного змісту гравітаційного потенціалу

• Дослідження залежності потенціальної енергії тіла від відстані до центру Землі

• Оцінка осиціляції частинки навколо колової орбіти

• Оцінка часу зіткнення частинок під дією гравітаційних сил.

• Оцінка відношення амплітуд приливних хвиль Сонця і Місяця на Землі.

• Оцінка роботи необхідної для того щоб ознести всю масу Землі на нескінченність.

• Оцінка поправочного коефіцієнту до гравітаційного потенціалу в теорії Ейнштейна.

• Оцінка маси та розмірів неоднорідності ( залізної руди) в районі міста Комсомольська

ЗМІСТ

ТЕЗИ……………………………………………………………………………………2

ВСТУП…………………………………………………………………….…………...4РОЗДІЛ 1. Історія виникнення поняття маси (І. Ньютон)………………………….5

РОЗДІЛ 2. Маса в механіці Ньютона та теорії Ейнштейна..……………………….7

2.1. Маса в механіці Ньютона....…………………………………………………….7

2.2. Маса в теорії відносності Ейнштейна………………………………………….9

2.3. Чому неправильно називати масою відношення E/ ?...................................9

2.4. Порівняння ролі маси в теоріях Ейнштейна та Ньютона……......…...…......11

РОЗДІЛ 3. Способи визначення маси……………………………………………….13

3.1. Класичний спосіб визначення маси…………………………………………...13

3.2. Сучасні способи визначення маси…………………………………………….13

3.3. Визначення роботи по рознесенню маси землі на нескінченність………….15

3.4. Знаходження поправочного коефіцієнта до гравітаційного потенціалу в теорії

Ейнштейна…………..……………………..………………………………………….16

3.5. Визначення неоднорідності земної поверхні на дні океану………………....16

3.6. Оцінка маси та розмірів неоднорідності ( залізної руди) в районі міста Комсомольська…………………………………………………………………...……20

ВИСНОВКИ……………………………………………………………………………27

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ……………………………………………..28

ДОДАТКИ………………………………………………………………….……….....29

ВСТУП

Дана робота є складовою частиною науково-дослідницьких учнівських робіт, що виконуються в середній загальноосвітній школі №1

м. Комсомольська. Теоретичні та практичні дослідження по даній темі, в шкільному курсі фізики майже не розглядаються.

Актуальність роботи визначається тим, що питання теорії та практичного використання гравітаційного потенціалу потребує детального вивчення як на рівні фундаментальної науки так і в плані його практичного використання. Розуміння фізики цього поняття дає можливість правильно оцінювати багато фізичних явищ та знаходити способи його практичного використання. Наприклад гравітаційний метод визначення маси на основі аналізу теорії гравітаційного потенціалу практично не використовується при дослідженні розробок родовищ залізної руди. Теоретичні розробки даної роботи дають можливість більш повно зрозуміти фізичну суть поняття гравітаційного потенціалу, а відповідні розрахунки мають реальне економічно-господарське застосування.

Мета роботи полягає в тому, щоб показати можливість використання теоретичної фізики в різних напрямках досліджень, наприклад для обчислення маси неоднорідностей на нашій планеті, що дає можливість конкретного розрахунку залізної руди чи нафти для їх подальшого промислового видобування та проаналізувавши елементи теорії гравітаційного потенціалу, показати її можливості не тільки в області фундаментальних але й реальних практичних досліджень. Аналіз теорії гравітаційного потенціалу може стати методом для створення комп’ютерних моделей характеристик навколишнього середовища, а отже збільшити ступінь розуміння фізичних процесів. У ході написання роботи було розглянуто велику кількість учбово-методичної та наукової літератури та науково-методичних матеріалів з різних джерел по даній роботі. Деякі результати мають чисто теоретичний, пізнавальний характер, і можуть з успіхом використовуватись в учбовому процесі закладу відповідного профілю. У ході написання роботи проаналізовано велику кількість існуючої літератури та матеріалів з інших джерел по даній проблемі

РОЗДІЛ 1