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

49 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

55417. МОДУЛЬ ГАНДБОЛ. ПРОГРАММА ЗАНЯТИЙ СЕКЦИЙ И СПОРТИВНЫХ КРУЖКОВ ДЛЯ ЮНОШЕЙ И ДЕВУШЕК 4-11 КЛАССОВ В ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ 281.5 KB
  Пояснительная записка Программа и тематический план занятий группы 1012 лет Тестовые вопросы теории гандбола группы 1012 лет Программа и тематический план занятий группы 1314 лет Тестовые вопросы для группы 1314 лет Программа и тематический план занятий группы 1516 лет Тестовые вопросы теории гандбола группы 1516 лет Самоконтроль спортсменов ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Одним из основных преимуществ ручного мяча является его простота. Овладевая различными навыками: быстрым бегом хорошей прыгучестью выносливостью...
55418. Соціалізація особистості 178.5 KB
  Побудова громадянського суспільства в Україні неможлива без реорганізації системи освіти та правового виховання підростаючого покоління. Пошук шляхів і засобів громадянської освіти та виховання молоді становить сьогодні одну з найактуальніших проблем...
55419. ШЛЯХ ПІЗНАННЯ 218 KB
  Мета: визначення якісної і кількісної оцінки моральної поведінки учнів прояву громадської активності товариськості самокритичності.com Мета: пропагувати серед учнів класу інтерактивну форму висвітлення інформації про справи класу у соціальній мережі...
55420. Подільність натуральних чисел 1.88 MB
  Мета програми – поглиблення знань із теми, набуття навичок самоосвіти. Результати самостійної роботи учнів за пропонованою програмою використовуються під час повторення або заліку у формі повідомлення на уроці.
55422. Арифметична й геометрична прогресії, їх означення та властивості. Формули n–го члена кожної прогресії 57 KB
  Мети уроку: ввести означення арифметичної й геометричної прогресій; працювати над засвоєнням учнями відповідної термінології різниці арифметичної прогресії та знаменника геометричної прогресії; рекурентної формули та характеристичних властивостей прогресій;
55423. Арифметична і геометрична прогресії. Розв’язування задач 91 KB
  Мета: Поглибити знання учнів з теми Арифметична і геометрична прогресії сприяти розвитку мислення і творчих здібностей учнів формувати їх пізнавальний досвід; виховувати інтерес до математики розвивати кругозір.
55424. Прогресії навколо нас. Розв'язування задач прикладного змісту 121.5 KB
  Узагальнити знання учнів про прогресії закріпити навички обчислення суми показати практичне застосування теми на прикладах задач із життя та історичних задач; розвивати вміння учнів створювати математичні моделі до розвязування задач;...
55425. АРИФМЕТИЧНА ПРОГРЕСІЯ І ЇЇ ЗАСТОСУВАННЯ 148.5 KB
  Сьогодні на уроці ми повинні повторити визначення арифметичної прогресії формули та за їх допомогою успішно розвязувати задачі. Що означають фрази Частка пенсіонерів у країні росте в арифметичній прогресії При зростаючій відносній масі ракети ...