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

48 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

2018. Технологія холодних страв та закусок 24 KB
  За характером кулінарної обробки і основним продуктом закуски можна поділити на такі групи: бутерброди, салати і вінегрети, холодні страви і закуски з овочів і грибів, риби, м'яса, яєць.
2019. Технологія напоїв 24.5 KB
  Напої, що готують па підприємствах ресторанного господарства, поділяють па гарячі й холодні.
2020. Технологія гарячих напоїв 30.45 KB
  Напої поділяють на гарячі і холодні. Гарячі (чай, кава, какао, шоколад) є тонізуючими завдяки вмісту алколоїдів, дубильних речовин, вітамінів. Мають приємний аромат, стимулюють серцеву діяльність, органів травлення, зменшують відчуття втоми.
2021. Види харчування 20.68 KB
  Робота підприємств харчування при лікувальних установах може організовуватися по-різному, підстроюючись під вимоги клієнтів, які не відрізняється гарним здоров'ям — хворих, що знаходяться на стаціонарному і профілактичному лікуванні.
2022. Організація харчування на курортах і в місцях масового відпочинку 20.91 KB
  Усі курорти можна об'єднати в 3 групи: Бальнеологічні (лікування брудом, водою і т.ін.), Кліматичні (лікування особливим кліматом, обумовленим географічним положенням курорту), Горно-туристичні (для відпочинку і туризму) – для активного відпочинку.
2023. Вина до страв. Дегустація вин 22.36 KB
  Правильний підбір вина сприяє покращенню смакових якостей страв і закусок, неправильний — зіпсує смак відмінного вина і добре приготованої страви.
2024. Математично-технічна база ресторанів 21.43 KB
  Ресторанне господарство створює умови для економії матеріальних і трудових ресурсів за рахунок більш раціонального використання продуктів, палива, електроенергії, матеріально-технічних коштів.
2025. Адміністративна група 22.29 KB
  Основними в адміністративній групі приміщень є функціональні зони для роботи керівного складу підприємства готельного господарства.
2026. Культурно-масове та спортивне обслуговування 24.25 KB
  На підприємстві готельного господарствах склад приміщень для культурно-масового обслуговування залежить від: категорії, типу, вимог до відпочинку туристів, терміну їх перебування.