24995

Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость

Шпаргалка

Физика

Вес тела. Вес тела перегрузки. Исаак Ньютон выдвинул предположение что между любыми телами в природе существуют силы взаимного притяжения. гравитационная постоянная равна силе с которой притягиваются два тела по 1 кг на расстоянии 1 м.

Русский

2013-08-09

52.5 KB

47 чел.

Билет№4

Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость

План ответа

1. Силы гравитации. 2. Закон всемирного тяготения. 3. Физический смысл гравитационной постоянной. 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. Сила всемирного тяготения проявляется в Космосе, Солнечной системе и на Земле. Ньютон обобщил законы движения небесных тел и выяснил, что F = G(m1*m2)/R2,  где G коэффициент пропорциональности, 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 m1 = m2 = 1 кг, R = 1 м, то G = F, т. е. гравитационная постоянная равна силе, с которой притягиваются два тела по 1 кг на расстоянии 1 м. Численное значение: G = 6,67 • 10-11 Н • м2/кг2. Силы всемирного тяготения 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 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 свободного падения. В соответствии со вторым законом Ньютона g = fт/m, следовательно, fт = mg. 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 9,831 м/с2.

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 Р. Единица измерения веса — 1 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 найти, чему равна сила реакции опоры.

Рассмотрим случай, когда тело вместе с опорой не движется. В этом случае сила реакции опоры, а следовательно, 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 находится по формуле Р = m(g + а).

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 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 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, поэтому в корабле наблюдается состояние невесомости.


Рис. 5


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73963. Теодолитная съемка 1.12 MB
  Ломанная линия точки поворота которой закреплены на местности временными знаками деревянными колышками между которыми измерены расстояния и горизонтальные углы. Виды ходов: по точности теодолитные ходы подразделяются на разряды ходы 1 разряда с относительной погрешностью не ниже...
73964. Тахеометрическая съёмка 550.5 KB
  При использовании технических теодолитов и тахеометров сущность Т С сводится к определению пространственных полярных координат точек местности и последующему нанесению этих точек на план. При этом плановое положение точек определяется полярным способом а превышения тригонометрическим нивелиром наклонным визирным лучом. Реечные точки выбирают на характерных точках рельефа: на вершинах и подошвах холмов...
73965. Гражданско-процессуальное право, конспект лекций 1.43 MB
  Так как право выступает регулятором общественных отношений, следовательно, предметом правового воздействия той или иной отрасли выступает качественно обособленная группа общественных отношений...
73966. Технология предоставления дополнительных услуг в гостинице 62.5 KB
  Как мы уже знаем туристская услуга – это совокупность целенаправленных действий в сфере обслуживания которые ориентированы на удовлетворение потребностей туриста или экскурсанта отвечающие целям туризма характеру и направленности туристской услуги тура туристского продукта. услуги также стали объектом государственной стандартизации. Объектами стандартизации в туристскоэкскурсионном обслуживании населения являются: реализация туристских и экскурсионных услуг туристские путешествия рекламно информационные услуги транспортные...
73967. Текстология. Творческая история и теоретические вопросы литературоведения 88 KB
  Изучение истории памятника на всех этапах его существования дает представление о последовательности истории создания текста. В истории текста отражены закономерности художественного мышления автора его личность и мировоззрение индивидуальность и творческая воля. Основные понятия истории текста Текст важнейший предмет текстологии.
73968. СРАВНИТЕЛЬНО-ИСТОРИЧЕСКОЕ ЛИТЕРАТУРОВЕДЕНИЕ 67.5 KB
  Сопоставляя современные произведения с произведениями античной литературы эстетическая критика стремилась разграничить художественную и нехудожественную литературу постичь эстетику поэзии. Неофилологическое направление базирующееся на опыте сравнительноисторической лингвистики широко использовало сравнительный подход к изучению произведения. Таким образом братья Гримм Бенфей Тейлор разрабатывая генетический принцип изучения произведения стремились решить вопрос о происхождении словесного искусства и расширить границы сравнительного...
73969. Давні слов’яни 183.5 KB
  Хронологічні межі курсу: з найдавніших часів до сьогодення. Історія слов’янських народів є невід’ємною частиною всесвітньої історії, в той же час має свої особливості, охоплює періоди: найдавніші часи, добу середньовіччя, нову та новітню історію, у т. ч. на початку ХХІ ст.
73970. ПОЛАБСЬКО-ПОМОРСЬКІ СЛОВЯНИ (УІІІ-ХІІ СТ.) 326.5 KB
  Розселення полабськопоморських племен Франкословянське протистояння Вендська держава словян Підкорення німцями полабських словян РОЗСЕЛЕННЯ ПОЛАБСЬКОПОМОРСЬКИХ ПЛЕМЕН Помітну роль в історії середньовічної Європи відігравали найзахідніші словянські племена які займали територію між річками Лаба Ельба та її притоками Салою Зааном на заході та Одрою Одером на сході.