Физика
2. Гравитационное взаимодействие. Закон всемирного тяготения.
В 1667 г., анализируя материалы астрономических наблюдений, Ньютон применил сформулированные им законы динамики к движению Луны, зная, что она вращается вокруг Земли фактически по круговой орбите. Но это возможно только в том
случае, если на тело действует определенная сила, придающая ему центростремительное ускорение. Если бы такой силы не было, то Луна по закону инерции двигалась бы прямолинейно
равномерно. Ньютон предположил, что такой силой является сила взаимного притяжения между Землей и Луной. После
проведения определенных |
пришел к выводу, что |
силу взаимного |
и Луной можно |
вычислить по формуле |
|
где Мл , М3 — массы Луны и Земли соответственно,
R — расстояние от Луны до Земли,
a G — коэффициент, называющийся гравитационной
постоянной.
Физика
2. Гравитационное взаимодействие. Закон всемирного тяготения.
Ньютоном было установлено, что все тела во Вселенной притягиваются. Это взаимное притяжение называется всемирным тяготением.
Силы, с которыми любые два тела притягивают друг
друга, называются силами всемирного тяготения или гравитационными силами (от лат. «гравитас» —
притягивание, тяготение). |
|
|
Закон всемирного тяготения: |
прямой с |
|
два тела притягиваются друг |
||
силой, прямо пропорциона |
их масс и |
|
обратно пропорциональной |
между |
|
Формулу можно применять, если: |
|
|
ними: |
|
|
1) |
два тела можно считать материальными точками; |
|
2) |
два тела представляют собой однородные сферы или шары, |
|
даже в том случае, когда расстояние между центрами сфер |
||
или шаров сопоставимы с их радиусами (в этом случае R — |
||
расстояние между центрами сфер или шаров); |
|
|
3) |
одно тело является материальной точкой, а другое — |
|
однородной сферой или шаром).
Физика
Физический смысл гравитационной постоянной
Гравитационная постоянная численно равна силе притяжения между двумя материальными точками массой 1 кг каждая, расположенными м друг от друга:
Физика
Масса — мера гравитации
Понятие массы было изначально получено при изучении инертных свойств тел как меры этих свойств.
В законе всемирного тяготения масса выступает в роли меры тяготения.
Гравитационной массой называют массу тел, найденную по силе притяжения между телами. Таким образом, масса одновременно выступает и
как мера инертности тел, и как мера их гравитации (притяжения).
Многочисленные опыты, поставленные в лучших физических лабораториях мира, показали равенство гравитационной и инертной масс тела.
Масса — это скалярная величина, которая характеризует инертные и гравитационные свойства
Физика
3. Сила тяжести как физическая величина
«Я отношусь к числу тех людей, которые могут изменять свой вес практически мгновенно: для этого мне достаточно зайти в кабину лифта и нажать кнопку».
Физика
3. Сила тяжести как физическая величина
1. Сила тяжести характеризует взаимодействие Земли с телом.
2. Сила тяжести — это сила, с которой Земля притягивает к себе тела. Это векторная физическая величина, которая численно определяется произведением ускорения бодного
3. =m
4Определяется. двумя способами:
прямого (с помощью динамометра) и непрямого (по формуле).
Центром тяжести тела называют точку приложения силы тяжести, Изображение силы (рис. 1).
действующей на тело.
Для однородного симметричного тела центр тяжести находится в центе симметрии.
Физика
4. Ускорение свободного падения
Зная закон всемирного тяготения и формулу силы тяжести, можно получить выражение для нахождения ускорения свободного падения. Итак, Земля притягивает тело массой т, которое находится на ее с силой:
Но эту же силу можно выразить и при помощи формулы силы тяжести F = mg . Сравнив эти два выражения, получим:
Из этой формулы видно, что ускорение свободного падения определяется только массой Земли и расстоянием от центра Земли до тела, поэтому одинаково для всех тел независимо от
их массы. Именно это и было установлено Галилеем.
Физика
4. Ускорение свободного падения
Если тело находится на высоте h над поверхностью Земли, то
Физика
5. Понятие перегрузки и невесомости
Чему равен вес, если тело движется с ускорением?
Демонстрация 1. Подвесить тело к динамометру и зафиксировать его показания. Резко поднять динамометр с подвешенным к нему телом. Показания динамометра увеличатся (рис. 3). Следовательно, возникла так называемая перегрузка, или увеличение веса. Поскольку P = Fynр , а уравнение второго
закона Ньютона в проекциях на ось Оу имеет вид
—Р + mg = -та , то Р = та + mg , P = m(a + g).
Вес движущегося с ускорением вверх
Физика
5. Понятие перегрузки и невесомости
Чему равен вес, если тело движется с ускорением?
Демонстрация 2. Подвесить тело к динамометру и зафиксировать его показания. Резко опустить динамометр с подвешенным к нему телом. Показания динамометра уменьшатся (рис. 4). Следовательно, возникло уменьшение веса.
(Р = Fynp , Оу: mg-Р = та , P = mg-ma , P = m(g-a).)
Вес движущегося с ускорением вниз тела вычисляется по формуле P = m(g-a). Частичную потерю веса ощущают люди в
лифте, который движется вниз,