13. Сила гравитационного притяжения. Однородная сила тяжести.

Взаимодействие, свойственное всем телам Вселенной и проявляющееся в их взаимном притяжении друг к другу, называют гравитационным, а само явление всемирного тяготения — грави­тацией.

Гравитационное взаимодействие осуществляется посредством особого вида материи, называемого гравитационным полем. Такое поле существует вокруг любого тела, будь то планета, камень, человек или лист бумаги. При этом тело, создающее гравитационное поле, действует им на любое другое тело так, что у того появляется ускорение, всегда направленное к источнику поля. Появление такого ускорения и означает, что между телами возникает притяжение.

Особенностью гравитационного поля является его всепроникающая спо­собность. Защититься от него ничем нельзя, оно проникает сквозь любые материалы.

Гравитационные силы обусловлены взаимным притяжением тел и направлены вдоль линии, соединяющей взаимодействующие точки, поэтому называются центральными силами. Они зависят только от координат взаимодействующих точек и являются потенциальными силами.

Все тела во Вселенной притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональ­ной квадрату расстояния между ними:

Где G –гравитационная постоянная =

r – расстояние.

Сила, с которой тела притягиваются к Земле вследствие гравитационного взаимодействия, назы­вается силой тяжести. Согласно закону всемирного тяготения

 или ,

где g — ускорение свободного падения, R — рассто­яние от центра Земли до тела, М — масса Земли, т — масса тела.

Направлена сила тяжести вниз к центру Земли. В теле же она проходит через точку, которая называется центром тяжести.

Однородная сила тяжести

     

,

     где т- масса тела, - ускорение силы тяжести.

     Реакция опоры со стороны твердого тела на находящуюся на нем частитцу. Следует заметить, что в отличие от силы тяжести, вес (если частица покоится на горизонтальной плоскости) - это сила, с которой тело действует на опору или подвес, неподвижные относительно данного тела. Например, если тело с опорой (подвесом) неподвижны относительно Земли, то вес Р совпадает с силой тяжести. В противном случае вес , где - ускорение тела (с опорой) относительно Земли.

13. Сухое трение. Вязкое трение.

Силы трения - появляются при перемещении соприкасающихся тел или их частей относительно друг друга.

Сухое трение - это трение между поверхностью двух тел при отсутствии смазки.

Вязкое трение (жидкое) - трение между жестким телом и жидкостью, а также между слоями жидкости или газа.

Сухое трение разделяется на:

1. Трение скольжения;

2. Трение качения.

Силы трения возникают не только при скольжении одной поверхности по другой, но также при попытке вызвать такое скольжение.

Первый закон сухого трения:

Минимальной силой, при которой начинается скольжение тела - называется силой трения покоя.

(сила нормального давления).

 

Второй закон сухого трения:

Сила трения покоя и сила трения скольжения не зависят от площади соприкосновения трущихся тел и оказываются равносильной силе нормального давления.

Вязкое трение. В отличие от сухого вязкое трение характерно тем, что силы вязкого трения обращается в нуль одновременно со скоростью. Поэтому, как бы ни была мала внешняя сила, она может сообщить относительную скорость слоям вязкой среды.

При малых скоростях : (знак минус означает, что эта сила направлена противоположно скорости). Значение коэффициента зависит от формы и размеров тела, состояния его поверхности и от свойств среды, называемого вязкостью. При больших скоростях линейный закон переходит в квадратный, т.е. сила начинает расти пропорционально квадрату скорости: ( - орт скорости) значение коэффициента зависит от размеров и формы тела.