Билет № 10.

Движение искусственных спутников Земли (ИСЗ). Вывод формулы первой космической скорости.

Первый в истории ИСЗ был запущен в России 4 октября 1957 года.

Вычислим, какой скоростью должны обладать ИСЗ, чтобы он двигался по круговой орбите на высоте h над поверхностью Земли.

На больших высотах воздух сильно разрежен и оказывает незначительное сопротивление, движущимся телам, т. е. можно считать, что на спутник действует только гравитационная сила, направленная к центру Земли: F = G

Эта сила сообщает спутнику центростремительное ускорение: =

По 2-ому Закону Ньютона: = = =

Приравняем 1-ую и 2-ую формулы: = => *(R+h)=GM  =

Первая космическая скорость:

1. Это скорость, которую необходимо сообщить телу, чтобы оно стало спутником планеты.

2. Это скорость, с которой происходит движение тела по круговой орбите под действием силы всемирного тяготения.

У поверхности Земли (h = 0) 1-ая космическая скорость записывается:

= g = G  G =

Значит: = = = = 7.8 км/сек≈8 км/сек – 1-ая космическая скорость д для Земли у её поверхности.

Скорость ИСЗ зависит:

1. От его высоты над поверхностью Земли (чем больше эта высота, тем с меньшей скоростью спутник будет двигаться по круговой орбите, т. е. U ~ ).

2. Скорость не зависит от массы спутника, т. е. спутником может стать любое тело, любой массы, если ему сообщить на данной высоте скорость, перпендикулярную радиусу Земли, а величина скорости определяется по формуле = .

   

Вторая космическая скорость ( - наименьшая скорость, которую нужно сообщить телу, чтобы оно, преодолев гравитационное притяжение Земли, удалилось от неё на бесконечно большое расстояние: = 11.2 км/сек

R

Земля

Билет № 11.

Сила трения. Природа силы трения. Виды силы трения. Формула для нахождения силы трения. Коэффициент трения. Законы трения в жидкостях и газах.

Силы трения имеют электромагнитную природу, т. е. в основе сил трения лежат электрические силы взаимодействия молекул.

Отличие сил трения от гравитационных сил и сил упругости:

1. Силы трения зависят от скорости движения тел, относительно друг друга.

2. Главное чем отличаются силы трения от сил упругости – это разрыв молекул. При возникновении сил упругости разрыва не происходит, поэтому силы трения зависят от скорости, а силы тяготения и силы упругости зависят от координат тела.

Трение:

1. Внешнее – взаимодействие между различными соприкасающимися телами, препятствующее их относительному перемещению (брусок и наклонная плоскость):

   1. Сухое – трение между поверхностями двух соприкасающихся твёрдых тел, при отсутствии между ними жидкой или газообразной прослойки:

1. Трение покоя – трение при отсутствии относительного перемещения соприкасающихся тел.

2. Трение скольжения – трение, при относительном движении соприкасающихся тел.

3. Трение качения – одно тело катится по поверхности другого.

1. Жидкое – трение между поверхностью твёрдого тела и окружающей его жидкой или газообразной средой, в которой тело движется (лодка в речке).

1. Внутреннее – трение, проявляющееся между частями одного и того же тела.

Сила трения покоя – сила, действующая на данное тело, со стороны соприкасающегося с ним другого тела вдоль поверхности соприкосновения тел, в случае, когда тела покоятся друг относительно друга. Сила трения покоя равна по модулю и направлена противоположно силе, приложенной к телу параллельно поверхности соприкосновения его с другим телом.

Сила трения покоя изменяется от нуля до максимального значения. Максимальное значение силы трения покоя, при котором скольжение ещё не наступает, называется максимальной силой трения покоя.

= µ N , где N – сила реакции опоры, µ - коэффициент пропорциональности/трения, получен экспериментальным путём.

µ зависит:

1. От материала, из которого изготовлены соприкасающиеся поверхности

2. От качества обработки их поверхностей.

μ не зависит:

1. От площади соприкасающихся поверхностей

2. От наличия между телами инородных веществ.

При увеличении силы, сила трения покоя переходит в силу трения скольжения.

Сила трения скольжения зависит от:

1. Силы реакции опоры.

2. Материала соприкасающихся тел и состояния их поверхностей.

3. Относительной скорости движения тел.

Сила трения скольжения направлена в противоположную сторону от скорости соприкасающихся тел.

При малых скоростях: ≈ = μN

<

Сила трения качения зависит:

1. От радиуса катящегося тела.

2. От силы реакции опоры.

3. От качества соприкасающихся поверхностей.