Закон всемирного тяготения невесомость

Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Невесомость

Между любыми телами в природе существует сила взаимного притяжения, называемая силой всемирного тяготения (или силами гравитации). Закон всемирного тяготения был открыт Исааком Ньютоном в 1682 году. Когда еще ему было 23 года он высказал предположение, что силы, удерживающие Луну на ее орбите, той же природы, что и силы, заставляющие яблоко падать на Землю.

Закон всемирного тяготения: Все тела притягиваются друг к другу с силой прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

где F — сила всемирного тяготения, m1 , m2 – массы тел, R – расстояние между телами. Коэффициент пропорциональности G одинаков для всех тел в природе. Его называют гравитационной постоянной

Физический смысл гравитационной постоянной: гравитационная постоянная численно равна модулю силы тяготения, действующей между двумя точечными телами массой по 1 кг каждое, находящимися на расстоянии 1 м друг от друга.

опыт Кавендиша

G =6,67· 10 -11 Н м 2 /кг 2 . Впервые прямые измерения гравитационной постоянной провел Г. Кавендиш с помощью крутильных весов в 1798г.

Для тел, находящихся вблизи поверхности планет (в частности Земли) частным случаем проявления силы тяготения является сила тяжести:

где g — ускорение свободного падения, g=9,8 м/с 2

Сила тяжести – это сила, с которой Земля притягивает тело, находящееся на её поверхности или вблизи этой поверхности.

Сила тяжести (mg) направлена вертикально строго к центру Земли; в зависимости от расстояния до поверхности земного шара ускорение свободного падения различно. У поверхности Земли в средних широтах значение его составляет около 9,8 м/с 2 . по мере удаления от поверхности Земли g уменьшается.

Вес тела (сила веса) – это сила, с которой тело действует на

горизонтальную опору или растягивает подвес. При этом предполагается, что тело неподвижно относительно опоры или подвеса. Пусть тело лежит на неподвижном относительно Земли горизонтальном столе. Обозначается буквой Р.

Вес тела и сила тяжести отличаются по своей природе: вес тела является проявлением действия межмолекулярных сил, а сила тяжести имеет гравитационную природу.

Если ускорение а=0, то вес равен силе, с которой тело притягивается к Земле, а именно

. [P]=Н.

Если другое состояние, то вес меняется:

• если ускорение а не равно , то вес Р=mg — ma(вниз) илиР=mg + ma(вверх);
• если тело падает свободно или движется с ускорением свободного падения, т.е. а=g (рис.2), то вес тела равен (Р=0). Состояние тела, в котором его вес равен нулю, называетсяневесомостью.

В невесомости находятся и космонавты. В невесомости на мгновение оказываетесь и вы, когда подпрыгиваете во время игры в баскетбол или танца.

Домашний эксперимент: Пластиковая бутылка с отверстием у дна наполняется водой. Выпускаем из рук с некоторой высоты. Пока бутылка падает, вода из отверстия не вытекает.

Вес тела движущегося с ускорением (в лифте)

Тело в лифте испытывает перегрузки

kaplio.ru

1. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Свободное падение тел. Вес тела. Невесомость.

2. Линзы. Построение изображения в тонких линзах. Оптическая сила линзы. Формула тонкой линзы.

3. Задача на движение заряженной частицы в магнитном поле.

1. Закон всемирного тяготения:

Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно проп. Квадрату расстояния между ними. Эту силу называют силой тяготения.

F=G*m1*m2/r^2, где G- коэффициент пропорциональности- гравитационная постоянная. [G]=6.67 * 10^-11 Н*м^2/кг^2.

1. только для м.т.

2. тел, имеющих форму шара

3. шара большого радиуса, взаимодействующего с телами, размеры которых много меньше размеров шара.

Закон неприменим, например, для взаимодействия бесконечного стержня и шара.

Сила тяжести – это сила с которой Земля притягивает к себе тело. Пропорциональна массе тела и сообщает ему ускорение свободного падения.

Читайте так же: Материнский капитал до какого года выдают

g=G*M/r^2, те g не зависит от массы, но зависит от высоты тела над Землей, от широты места (Земля не инерциальная система отсчета, от породы земной коры, от формы Земли.

Сила тяготения и сила тяжести носят гравитационный характер.

Свободное падение тела является частным случаем равноускоренного движения, при условии, что ускорение а<=g, где g –ускорени свободного падения.

· Свободным паденим называется такое движение тела, при котором м.т. (тело) движется под действующей только силы тяжести, при этом сопротивление воздуха не учитывается.

При движении тела вверх применимы все формулы для равнозамедленного движения; всегда есть начальная скорость, а конечная при таком движении обращается в О.

На покоящееся тело действует сила тяжести и сила реакции опоры, эта сила упругости и есть вес тела (по третьему з-н Ньютона).

Когда тело совершает свободное падение (a=g), то взаимодействие между телом и опорой отсутствует и вес тела равен 0. Это случай полной невесомости.

Может наблюдаться в следующих случаях:

1. при движении когда совпадают направления начальной скорости и ускорения

2. при движении, когда начальная скорость и ускорение противоположны

3. движение спутника по орбите

4. когда тело находится между Землей и Луной

5. лженевесомость наблюдается в воде.

2. Линзой называется прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.

Тонкой, если ее толщина мала по сравнению с радиусами кривизны ее поверхностей, в противном случае – толстой.

Оптическая сила – это величина, обратная фокусному расстоянию

Измеряется в диоптриях. 1 диоптрий – это оптическая сила такой линзы, фокусное расстояние которой 1 м.

refstore.ru

Закон всемирного тяготения невесомость

Исаак Ньютон выдвинул предположение, что между любыми телами в природе существуют силы взаимного притяжения. Эти силы называют силами гравитации или силами всемирного тяготения. Сила несмирного тяготения проявляется в космосе, Солнечной системе и на Земле. Ньютон обобщил законы движения небесных тел и выяснил, что сила

равна:

,

где

и

— массы взаимодействующих тел,

— расстояние между ними,

— коэффициент пропорциональности, который называется гравитационной постоянной. Численное значение гравитационной постоянной опытным путем определил Кавендиш, измеряя силу взаимодействия между свинцовыми шарами. В результате закон всемирного тяготения звучит так: между любыми материальными точками существует сила взаимного притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними, действующая по линии, соединяющей эти точки.

Физический смысл гравитационной постоянной вытекает из закона всемирного тяготения. Если [Unparseable or potentially dangerous latex formula. Error 3 ], [Unparseable or potentially dangerous latex formula. Error 3 ], то

, т. е. гравитационная постоянная равна силе, с которой притягиваются два тела по 1 кг на расстоянии 1 м. Численное значение:

. Силы всемирного тяготения действуют между любыми телами в природе, но ощутимыми они становятся при больших массах (или если хотя бы масса одного из тел велика). Закон же всемирного тяготения выполняется только для материальных точек и шаров (в этом случае за расстояние принимается расстояние между центрами шаров).

Частным видом силы всемирного тяготения является сила притяжения тел к Земле (или к другой планете). Эту силу называют силой тяжести. Под действием этой силы все тела приобретают ускорение свбодного падения. В соответствии со вторым законом Ньютона

, следовательно,

. Сила тяжести всегда направлена к центру Земли. В зависимости от высоты

над поверхностью Земли и географической широты положения тела ускорение свободного падения приобретает различные значения. На поверхности Земли и в средних широтах ускорение свободного падения равно [Unparseable or potentially dangerous latex formula. Error 3 ].

В технике и быту широко используется понятие веса тела. Весом тела называют силу, с которой тело давит на опору или подвес в результате гравитационного притяжения к планете (рис. 5). Вес тела обозначается [Unparseable or potentially dangerous latex formula. Error 3 ]. Единица веса — ньютон (Н). Так как вес равен силе, с которой тело действует на опору, то в соответствии с третьим законом Ньютона по величине вес тела равен силе реакции опоры. Поэтому, чтобы найти вес тела, необходимо определить, чему равна сила реакции опоры.

Читайте так же: Правила пдд страховка

Рассмотрим случай, когда тело вместе с опорой не движется. В этом случае сила реакции опоры, а следовательно, и нее тела равен силе тяжести (рис. 6):

[Unparseable or potentially dangerous latex formula. Error 3 ].

В случае движения тела вертикально вверх вместе с опорой с ускорением по второму закону Ньютона можно записать

(рис. 7, а).

В проекции на ось

:

, отсюда

.

Следовательно, при движении вертикально вверх с ускорением вес тела увеличивается и находится по формуле

.

Увеличение веса тела, вызванное ускоренным движением опоры или подвеса, называют перегрузкой. Действие перегрузки испытывают на себе космонавты как при взлете космической ракеты, так и при торможении корабля при входе в плотные слои атмосферы. Испытывают перегрузки и летчики при вы-полнении фигур высшего пилотажа, и водители автомобилей при резком торможении.

Если тело движется вниз по вертикали, то с помощью аналогичных рассуждений получаем

; m g — N=m a [/tex];

;

, т. е. вес при движении по вертикали с ускорением будет меньше силы тяжести (рис. 7, б).

Если тело свободно падает, то в этом случае [Unparseable or potentially dangerous latex formula. Error 3 ].

Состояние тела, в котором его вес равен нулю, называют невесомостью. Состояние невесомости наблюдается в самолете или космическом корабле при движении с ускорением свободного падения независимо от направления и значения скорости их движения. За пределами земной атмосферы при выключении реактивных двигателей на космический корабль действует только сила всемирного тяготения. Под действием этой силы космический корабль и все тела, находящиеся в нем, движутся с одинаковым ускорением, по¬этому в корабле наблюдается состояние невесомости.

fmclass.ru

Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость. — презентация

Презентация была опубликована 3 года назад пользователемЕлизавета Воздвиженская

Похожие презентации

Презентация на тему: » Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.» — Транскрипт:

2 Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.

3 Между любыми телами в природе существуют силы взаимного притяжения. Эти силы называют силами гравитации или силами всемирного тяготения.

4 ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ Между любыми материальными точками существует сила взаимного притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними, действующая по линии, соединяющей эти точки.

5 m1m2m1m2m1m2m1m2 RRRR2 F=G G

6 Сила тяжести Сила тяжести – частный вид силы всемирного тяготения, сила притяжения тел к Земле или другой планете. Под действием этой силы все тела приобретают ускорение свободного падения.

7 В соответствии со вторым законом Ньютона g=Fт / m, следовательно, Fт=mg Сила тяжести всегда направлена к центру Земли. Сила тяжести всегда направлена к центру Земли. В зависимости от высоты h над поверхностью Земли и географической широты положения тела ускорение свободного падения приобретает различные значения. На поверхности Земли и в средних широтах ускорение свободного падения равно В зависимости от высоты h над поверхностью Земли и географической широты положения тела ускорение свободного падения приобретает различные значения. На поверхности Земли и в средних широтах ускорение свободного падения равно g=9,831 м/с 2

8 Понятие веса тела. Весом тела называют силу, с которой тело давит на опору или подвес в результате гравитационного притяжения к планете. Вес тела обозначается P. Единица веса – ньютон (Н). По величине вес тела равен силе реакции опоры.

9 Тело вместе с опорой не движется тогда: P=N=mg.

10 Тело движется вертикально вверх с ускорением тогда P=m(g+а).

11 Тело движется вниз по вертикали тогда P=m(g-а).

www.myshared.ru

Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость

1. Силы гравитации. 2. Закон всемирного тя-готения. 3. Физический смысл гравитационной по-стоянной. 4. Сила тяжести. 5. Вес тела, перегрузки. 6. Невесомость.

Исаак Ньютон выдвинул предположение, что между любыми телами в природе существуют силы взаимного притяжения. Эти силы называют силами гравитации, или силами всемирного тяготения. Си-ла всемирного тяготения проявляется в Космосе, Солнечной системе и на Земле. Ньютон обобщил за-коны движения небесных тел и выяснил, что F=G(m1*m2)/R 2 , где G — коэффициент пропорциональности, называется гравитационной постоянной. Чис-ленное значение гравитационной постоянной опытным путем определил Кавендиш, измеряя силу вза-имодействия между свинцовыми шарами. В резуль-тате закон всемирного тяготения звучит так: между любыми материальными точками существует сила взаимного притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними, действующая по линии, соединяющей эти точки.

Читайте так же: Иск работодателя к работнику о возмещении ущерба

Физический смысл гравитационной постоян-ной вытекает из закона всемирного тяготения. Если m1=m2=1 кг, R=1 м, то G=F, т. е. гравитацион-ная постоянная равна силе, с которой притягиваются два тела по 1 кг на расстоянии 1 м. Численное зна-чение: G=6,67 * 10 -11 Н * м 2 /кг 2 . Силы всемирного тя-готения действуют между любыми телами в природе, но ощутимыми они становятся при больших массах (или хотя бы масса одного из тел велика). Закон же всемирного тяготения выполняется только для мате-риальных точек и шаров (в этом случае за расстоя-ние принимается расстояние между центрами ша-ров).

Частным видом силы всемирного тяготения является сила притяжения тел к Земле (или к другой планете). Эту силу называют силой тяжести. Под действием этой силы все тела приобретают ускорение свободного падения. В соответствии со вторым зако-ном Ньютона g=fт/m, следовательно, fт=mg. Сила тяжести всегда направлена к центру Земли. В зави-симости от высоты h над поверхностью Земли и гео-графической широты положения тела ускорение сво-бодного падения приобретает различные значения. На поверхности Земли и в средних широтах ускоре-ние свободного падения равно 9,831 м/с 2 .

В технике и быту широко используется поня-тие веса тела. Весом тела называют силу, с которой тело давит на опору или подвес в результате грави-тационного притяжения к планете (рис. 5). Вес тела обозначается Р. Единица измерения веса — 1 Н. Так как вес равен силе, с которой тело действует на опо-ру, то в соответствии с третьим законом Ньютона по величине вес тела равен силе реакции опоры. Поэтому, чтобы найти вес тела, необходимо найти, чему равна сила реакции опоры.

Рассмотрим случай, когда тело вместе с опорой не движется. В этом случае сила реакции опоры, а следова-тельно, и вес тела равен силе тяжести (рис. 6):р=N=mg.

В случае движения тела вертикально вверх вместе с опорой с ускорением, по второму закону Ньютона, можно записать mg + N=та (рис. 7, а).

В проекции на ось OX: -mg + N=та, отсюда N=m(g + а).

Следовательно, при движении вертикально вверх с ускорением вес тела увеличивается и нахо-дится по формуле Р=m(g + а).

Увеличение веса тела, вызванное ускоренным движением опоры или подвеса, называют перегруз-кой. Действие перегрузки испытывают на себе кос-монавты как при взлете космической ракеты, так и при торможении корабля при входе в плотные слои атмосферы. Испытывают перегрузки и летчики при выполнении фигур высшего пилотажа, и водители автомобилей при резком торможении.

Если тело движется Вниз по вертикали, то с помощью аналогичных рассуждений получаем mg +

+N=та; mg -N=та; N=m(g -а); Р=m(g — а), т. е. вес при движении по вертикали с ускорением будет меньше силы тяжести.

Если тело свободно падает, в этом случае Р=(g — g)m=0.

Состояние тела, в котором его вес равен нулю, называют невесомостью. Состояние невесомости на-блюдается в самолете или космическом корабле при движении с ускорением свободного падения незави-симо от направления и значения скорости их движе-ния. За пределами земной атмосферы при выключе-нии реактивных двигателей на космический корабль действует только сила всемирного тяготения. Под действием этой силы космический корабль и все те-ла, находящиеся в нем, движутся с одинаковым ускорением, поэтому в корабле наблюдается состоя-ние невесомости.

studbooks.net