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

75736. Весовой метод определения концентрации пыли. Нормирование ее содержания в воздухе. Пути снижения запыленности воздуха на предприятии 32 KB
  Пути снижения запыленности воздуха на предприятии. Весовой метод измерения запыленности воздуха совокупность приемов и правил определения массы пылевых частиц в единице объема воздуха. состоит в выделении пылевых частиц из известного объема запыленного воздуха с последующим их взвешиванием. Выделение осуществляется протягиванием воздуха через фильтр на котором пылинки задерживаются; привес фильтра определяет общее количество пыли содержащееся в данном объеме воздуха.
75737. Качество воздуха и виды промышленной вентиляции 64 KB
  Качество воздуха и виды промышленной вентиляции Под качеством атмосферного воздуха понимают совокупность свойств атмосферы определяющую степень воздействия физических химических и биологических факторов на людей растительный и животный мир а также на материалы конструкции и окружающую среду в целом. Нормативами качества воздуха определены допустимые пределы содержания вредных веществ как в производственной предназначенной для размещения промышленных предприятий опытных производств научно-исследовательских институтов и т....
75738. Промышленный шум, меры борьбы с ним 49 KB
  В различных отраслях экономики на предприятиях и фирмах имеются источники шума это оборудование машины работа которых сопровождается шумом людские потоки. Постоянно находящийся в этих условиях персонал рабочие операторы подвергаются воздействию шума вредно действующего на их организм и снижающего производительность труда. Длительное воздействие шума может привести к развитию такого профессионального заболевания как шумовая болезнь. Тональный характер шума устанавливается измерением в третьоктавных полосах частот по...
75739. Вибрация, причины ее возникновения. Негативное воздействие вибрации на организм человека(профессиональные заболевания). Организация контроля ее параметров 63 KB
  Негативное воздействие вибрации на организм человека профессиональные заболевания. Основными параметрами вибрации происходящей по синусоидальному закону являются: частота амплитуда смещения скорость ускорение период колебания время в течение которого совершается одно полное колебание. Технологическую которая возникает при работе стационарных машин или передается на рабочие места не имеющие источников вибрации. Генераторами технологической вибрации является оборудование: лесопильное деревообрабатывающее для изготовления...
75740. Определение величин, характеризующих вибрацию (виброскорость, виброускорение, логарифмический уровень виброскорости) 39.5 KB
  Источниками вибрации являются различные технологические процессы механизмы машины и их рабочие органы. Воздействие вибрации на человека классифицируется: по способу передачи вибрации на организм человека; по направлению действия вибрации; по временной характеристике вибрации. Вибрации воздействующая на отдельные части организма работающего определяется как локальная. Показателями вибрационной нагрузки на оператора являются виброускорение виброскорость диапазон частот время воздействия вибрации.
75741. Понятие вибрации. Воздействие вибрации на организм человека. Способы защиты от вредного воздействия вибрации 16.65 KB
  Понятие вибрации. Воздействие вибрации на организм человека. Способы защиты от вредного воздействия вибрации. По способу передачи на человека вибрации подразделяются на общую передающуюся через опорные поверхности на тело человека и локальную передающуюся через руки человека.
75742. Электромагнитное излучение. Негативное воздействие на организм человека 20.25 KB
  Биологический эффект зависит от физических параметров ЭМП радиочастот: длины волны частоты колебаний интенсивности и режима излучения непрерывный прерывистый импульсно модулированный продолжительности и характера облучения организма постоянное интермиттирующее...
75743. Защита от электромагнитного излучения. Эффективность защиты 18.88 KB
  Эффективность защиты. Средства и методы защиты от ЭМП делятся на три группы: организационные инженерно-технические и лечебно-профилактические. В качестве средств индивидуальной защиты рекомендуется специальная одежда выполненная из металлизированной ткани и защитные очки. Средства защиты от электрического поля частотой 50 Гц: стационарные экранирующие устройства козырьки навесы перегородки; переносные передвижные экранирующие средства защиты инвентарные навесы палатки перегородки щиты зонты экраны...
75744. Виды производственного освещения. Виды естественного освещения. Понятие к.е.о. Расчет площади световых проемов и количества окон 21.74 KB
  Виды производственного освещения. Виды естественного освещения. В зависимости от источника света производственное освещение может быть: естественным создаваемым солнечными лучами и диффузным светом небосвода; искусственным его создают электрические лампы; смешанным которое является совокупностью естественного и искусственного освещения. Местное освещение предназначено для освещения только рабочих поверхностей и не создает необходимой освещенности даже на прилегающих к ним площадях.