Сила тяжести как пример проявления всемирного тяготения на земле

Презентация по физике на тему

Сила тяжести как пример проявления всемирного тяготения на земле

Инфоурок › Физика ›Презентации›Презентация по физике на тему “Закон всемирного тяготения” (9 класс)

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайдОписание слайда:

Закон всемирного тяготения

2 слайдОписание слайда:

План урока Повторение темы «Законы Ньютона». Изучение нового материала. Закрепление новой темы. Итоги урока. Домашнее задание.

3 слайдОписание слайда:

Повторение темы «Законы Ньютона» Отчего погиб Святогор – богатырь? Слезает Святогор с добра коня, Ухватил он сумочку обема руками, Поднял сумочку повыше колен – И по колена Святогор в землю угряз, А по белу лицу не слезы, а кровь течет, Где Святогор угряз, тут и встать не мог. Сформулируйте третий закон Ньютона.

4 слайдОписание слайда:

2.

Найдите физическую ошибку в проекте Сирано де Бержерака, с помощью которого он предлагал достичь Луны! Я изобрел шесть средств Подняться в мир планет! Сесть на железный круг И, взяв большой магнит, Его забросить вверх высоко, Докуда будет видно око, Он за собой железо приманит, Вот средство верное! А лишь он вас приманит, Схватить его и бросить вверх опять, Так поднимать он бесконечно станет.

5 слайдОписание слайда:

3. О чем писал Пушкин А.С. в своем стихотворении «Движение» Движенья нет, сказал мудрец брадатый, Другой смолчал и стал пред ним ходить. Сильнее бы не мог он возразить; Хвалили все ответ замысловатый, Но, господа, забавный случай сей Другой пример на память мне приводит: Ведь каждый день пред нами Солнце ходит, Однако ж прав упрямый Галилей.

6 слайдОписание слайда:

Законы Ньютона. Первый закон. Существуют такие системы отсчета, которые называются инерциальными, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела.

7 слайдОписание слайда:

Второй закон Ньютона. Ускорение равно сумме всех сил действующих на тело, деленной на массу.

8 слайдОписание слайда:

Третий закон. Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению Если первое тело действует на второе, То и второе действует на первое, т.е. тела взаимодействуют друг с другом.

9 слайдОписание слайда:

2.

Изучение нового материала. Примеры проявления взаимного притяжения тел друг к другу. Падение тела на Землю. Движение планет вокруг Солнца. Приливы и отливы. Водопады. Тяжесть хозяйственной сумки. Существование воздушной атмосферы Земли.

10 слайдОписание слайда:

А теперь ответь… Почему при разговоре друг с другом мы не ощущаем притяжения? Почему человек не может взлететь вверх подобно птице, а вынужден создавать самолеты и ракеты? Какими особыми свойствами должно обладать тело, создающее вокруг себя силу притяжения? От чего зависит величина этой силы?

11 слайдОписание слайда:

Ответы на эти и другие вопросы, связанные с притяжением тел, удалось найти во второй половине XVII века И. Ньютону.

Согласно легенде, мысль о всемирном тяготении осенила великого ученого в тот момент, когда он отдыхал в своем саду, увидел падающее яблоко.

Рассказывают, что знаменитой яблоне, сей плод сумел вовремя упасть к ногам Ньютона, не дали исчезнуть без следа и кусочки этого дерева хранятся в Англии до сих пор.

12 слайдОписание слайда:

Исаак Ньютон открыл этот закон в 23 – летнем возрасте, но 9 лет не публиковал его, т.к. неверные данные о расстоянии между Землей и Луной не подтверждали его идею. Когда это расстояние было уточнено, Ньютон в 1667 г.

опубликовал закон всемирного тяготения. Открытие закона всемирного тяготения позволило Ньютону создать теорию движения небесных тел, основанную на строго математических доказательствах.

Ничего подобного в науке до этого не было!

13 слайдОписание слайда:

Формулировка закона всемирного тяготения. Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной массе каждого из них и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.

14 слайдОписание слайда:

Математическая запись закона всемирного тяготения. где F – модуль вектора силы всемирного тяготения (гравитационного притяжения) между телами массами m1 и m2 , находящимися на расстоянии r друг от друга, G- коэффициент, который называется гравитационной постоянной.

15 слайдОписание слайда:

Итак, чтобы найти силу, с которой Земля притягивает к себе тело, необходимо гравитационную постоянную умножить на произведение масс Земли и тела, после чего полученный результат разделить на квадрат расстояния от центра Земли до данного тела.

16 слайдОписание слайда:

Формула показывает, что с увеличением высоты над Землей сила тяжести становится все меньше и меньше. Это означает, что вблизи поверхности Земли ее гравитационное поле сильнее, чем вдали. Такой же зависимостью от расстояния обладают гравитационные поля и всех других небесных тел.

17 слайдОписание слайда:

При удалении от поверхности Земли сила земного тяготения и ускорение свободного падения изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния r до центра Земли. Рис.  иллюстрирует изменение силы тяготения, действующей на космонавта в космическом корабле при его удалении от Земли. Сила, с которой космонавт притягивается к Земле вблизи ее поверхности, принята равной 700 Н.

18 слайдОписание слайда:

Чему же равна знаменитая гравитационная постоянная G? Ответ на этот вопрос нашел знаменитый английский физик Г.Кавендиш в 1798 г.

19 слайдОписание слайда:

Опыт Кавендиша. Кавендиш закрепил два маленьких свинцовых шарика (диаметром 5 см и массой 775 г каждый) на противоположных концах двухметрового стержня. Стержень был подвешен на тонкой проволоке. Для этой проволоки предварительно определялись значения силы упругости, возникающей в ней при закручивании на различные углы.

20 слайдОписание слайда:

продолжение Два одинаковых больших свинцовых шара можно было близко подводить к маленьким шарам. В результате сил притяжения маленькие шары перемещались по направлению к большим, немного закручивая проволоку. Степень закручивания была мерой силы, действующей между шарами.

21 слайдОписание слайда:

Результат, полученный Кавендишем, только на 1 % отличается от значения гравитационной постоянной, принятого сегодня: G=6,67 10 -11 Н м2/кг2

22 слайдОписание слайда:

Физический смысл G Гравитационная постоянная G численно равна силе, с которой притягиваются две материальные точки массой 1 кг на расстоянии 1 м. G=6,67 10 -11 Н м2/кг2

23 слайдОписание слайда:

Многие явления в природе объясняются действием сил всемирного тяготения. Движение планет в Солнечной системе, искусственных спутников Земли, траектории полета баллистических ракет, движение тел вблизи поверхности Земли – все они находят объяснение на основе закона всемирного тяготения и законов динамики. Даже строение самой Земли можно объяснить с помощью закона всемирного тяготения.

24 слайдОписание слайда:

Закон всемирного тяготения можно применять, если: Тела являются материальными точками; Тела являются однородными шарами; Одно из взаимодействующих тел – шар, размеры и масса которого значительно больше, чем у второго тела.

25 слайдОписание слайда:

Одним из проявлений силы всемирного тяготения является сила тяжести. Так принято называть силу притяжения тел к Земле вблизи ее поверхности. Если M – масса Земли, Rз – ее радиус, m – масса данного тела, то сила тяжести равна где g – ускорение свободного падения у поверхности Земли: Сила тяжести направлена к центру Земли.

26 слайдОписание слайда:

В отсутствие других сил тело свободно падает на Землю с ускорением свободного падения. Среднее значение ускорения свободного падения для различных точек поверхности Земли равно 9,81 м/с2. Зная ускорение свободного падения и радиус Земли (R3 = 6,38·106 м), можно вычислить массу Земли М:

27 слайдОписание слайда:

А вот теперь ответь… Почему при разговоре друг с другом мы не ощущаем притяжения? Почему человек не может взлететь вверх подобно птице, а вынужден создавать самолеты и ракеты? Какими особыми свойствами должно обладать тело, создающее вокруг себя силу притяжения? От чего зависит величина этой силы?

28 слайдОписание слайда:

Закрепление материала. Задача №1 Почему большинство спутников планет и астероидов не имеют атмосферы? Ответ: Отсутствие атмосферы объясняется тем, что по мере удаления от поверхности планеты силы гравитационного притяжения уменьшаются (следует из закона всемирного тяготения)

29 слайдОписание слайда:

Задача № 2. Мяч, подброшенный мальчиком, в течении некоторого времени двигался вверх. При этом его скорость все время уменьшалась, пока не стала равной нулю. Затем мяч стал падать вниз с возрастающей скоростью.

Объясните: а) действовала ли на мяч сила притяжения к Земле во время его движения вверх, вниз; б) что послужило причиной уменьшения скорости мяча при его движения вверх; в) почему при движении мяча вверх его скорость уменьшалась, а при движении вниз увеличивалась.

30 слайдОписание слайда:

Ответ А) да, при движении мяча вверх и вниз действовала сила притяжения Земли. Б) причиной уменьшения скорости мяча при его движении вверх является притяжение Земли. В) при движении мяча вверх скорость уменьшается, а при движении вниз – увеличивается из-за действия силы тяжести.

31 слайдОписание слайда:

Задача № 3. Известно, что масса Солнца в 330000 раз больше массы Земли. Верно ли, что Солнце притягивает Землю в 330000 раз сильнее, чем Земля притягивает Солнце? Ответ поясните. Ответ: нет, т.к. сила притяжения пропорциональна произведению масс обоих взаимодействующих тел.

32 слайдОписание слайда:

Задача № 4. Найдите силу гравитационного взаимодействия Земли и Луны, если масса Земли 5,98 1024 кг, масса Луны 7,35 1022 кг и среднее расстояние между ними 3,84 10 8м. Ответ: (2 1020 Н).

33 слайдОписание слайда:

Домашнее задание. Параграф 15 прочитать, вопросы после параграфа, упражнение 15 (1, 2, 5), Р. №171.

34 слайдОписание слайда:

Спасибо за внимание.

Курс повышения квалификации

ЕГЭ по физике: методика решения задач

Краткое описание документа:

Общая информация

Источник: https://infourok.ru/prezentaciya-po-fizike-na-temu-zakon-vsemirnogo-tyagoteniya-klass-2444537.html

Примеры проявления закона всемирного тяготения

Сила тяжести как пример проявления всемирного тяготения на земле

Определить ускорение свободного падения на поверхности планеты.

Задача 3.

Используя табличные данные, рассчитайте ускорение свободного падения на Марсе, Венере, Сатурне, Юпитере и других планетах.

V. Закрепление. Подумай и ответь (7 мин)

1. Почему Луна не падает на Землю?

2. Почему мы замечаем силу притяжения всех тел к Земле, но не замечаем взаимного притяжения между самими этими телами?

3. Как двигались бы планеты, если бы сила притяжения Солнца внезапно исчезла?

4. Как двигалась бы Луна, если бы она остановилась на орбите?

5. Притягивает ли Землю стоящий на ее поверхности человек? Летящий самолет? Космонавт, находящийся на орбитальной станции?

6. Некоторые тела (воздушные шары, дым, самолеты, птицы) поднимаются вверх, несмотря на тяготение.

Силы притяжения со стороны больших шаров заставляли маленькие перемещаться, при этом проволока закручивалась. Степень закручивания была мерой силы, действующей между шарами. Эксперимент показал, что гравитационная G = 6,65 * 10-11 Н*м2/кг2.

Границы применимости закона (учитель)

Приведенная формула закона всемирного тяготения применима только для точечных масс, т.е.
для тел, размеры которых значительно меньше, чем расстояние между ними.

Внимание Ньютону, разработавшему анализ бесконечно малых величин, удалось показать, что она применима для точечной массы и однородного шара, а также для двух однородных шаров. Тогда входящая в формулу величина R – расстояние между центрами шаров.

Формула неприменима, например, для взаимодействующих бесконечного стержня и шара.
В этом случае сила тяготения обратно пропорциональна расстоянию, а не квадрату расстояния.

Рис. 12. Иллюстрация второго закона Кеплера

Третий закон Кеплера:

T – это период вращения планеты вокруг Солнца (на рис. 13 эта область закрашена), a – это половина или большая полуось, т. е. квадраты периодов вращения планет относятся как кубы больших полуосей.

Рис. 13. Иллюстрация третьего закона Кеплера

Несмотря на то что законы Кеплера практически полностью описывали движение небесных тел (а следует сказать, что по современным воззрениям точность действия законов Кеплера составляет практически порядка одного процента, это очень хорошая точность, т. е. на 99 % они правильно описывают движение небесных объектов) они остаются лишь обобщением некоторых эмпирических наблюдений, которые проводили астрономы. Фундамент под эти законы как раз и подвел Исаак Ньютон, выведя закон всемирного тяготения.

Ускорение, которым обладает любое тело, находящееся на поверхности Земли, вы и так хорошо знаете, это ускорение свободного падения.

Переходим к расчетам.Центростремительное ускорение Луны, вызванное притяжением Земли, может быть рассчитано по формуле:

Угловая скорость нам не известна, но мы прекрасно знаем, что угловая скорость связана с периодом вращения таким соотношением:

Получим:

Само по себе это значение может ничего нам не говорить, но сравним его с величиной ускорения свободного падения g = 9,8 и тоже вызванной земным притяжением.

Проявление закона всемирного тяготения

Конечно же, приливы и отливы зависят и от географического места на Земле, например, на Черном море или на Каспийском море приливы практически не наблюдаются, однако в Охотском море есть бухта, в которой высота приливных волн достигает нескольких метров.

Еще одно интересное влияние Луны на Землю – в результате приливов и отливов, волна, которая бежит вдоль земли трется о поверхность земли и, значит, несколько замедляет вращение Земли. Интересно, что тот факт, что мы всегда видим Луну повернутой к нам одним боком, тоже предопределил теперь уже влияние Земли на Луну.

Границы применимости

А сейчас поговорим об ограничениях, о границах применимости той формулировки закона всемирного тяготения, которую мы записали. В каких случаях он справедлив? К примеру, есть два тела А и В.
Они, согласно закону всемирного тяготения, притягиваются друг к другу.

Проявление закона всемирного тяготения космические явления

Во всех этих случаях тела стремятся к центру нашей планеты.

Во-вторых, когда учитель просит учащихся: «Приведите примеры силы тяготения», то им также следует вспомнить о существовании у всех тел веса. Когда телефон лежит на столе или когда человек взвешивается на весах, в этих случаях тело давит на опору. Вес тела — это яркий пример проявления силы тяготения, который совместно с реакцией опоры образует пару уравновешивающих друг друга сил.

Если формулу из предыдущего пункта использовать для земных условий (подставить в нее массу планеты и ее радиус), то можно получить следующее выражение:

F = m*g

Именно его используют при решении задач с силой тяжести.
Здесь g — это ускорение, сообщаемое всем телам независимо от их массы при свободном падении.

Проявление закона всемирного тяготения космические явления и процессы

Важно На основаниях наблюдений своего учителя, датского астронома Тихо Браге, и собственных наблюдений он провел огромную аналитическую работу и получил три закона движения космических тел. Именно из этих законов и благодаря этим законам в свое время Ньютон и получил закон всемирного тяготения.

Первый закон Кеплера: все планеты Солнечной системы движутся по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов эллипса находится Солнце.

Эллипс – это одна из геометрических фигур, условно его можно представить ка вытянутую окружность. Обратите внимание на иллюстрацию (рис. 10) первого закона Кеплера.

Источник: https://vpt-kd.ru/primery-proyavleniya-zakona-vsemirnogo-tyagoteniya

Сила тяжести (урок по физике для 7 класс)

Сила тяжести как пример проявления всемирного тяготения на земле

Методическая разработка урока

«Сила. Явление тяготения. Сила тяжести» (Физика, 7 кл.)

Цели урока:

Образовательные:

Развивающие:

Воспитательные:

  1. Обеспечивать формирование целостной системы ведущих знаний по данной теме.

    Продолжить формирование умения характеризовать физические явления.

    Организовать деятельность учащихся по первичному закреплению понятий данной темы.

    Развивать познавательный интерес учащихся, критическое мышление.

    Развивать умения анализировать, сопоставлять, выделять главное.

    Развивать рефлексивную культуру.

    Воспитывать уважение к науке.

    Воспитывать чувства взаимопонимания и взаимопомощи в процессе выполнения фронтальных заданий.

Ход урока

Актуализация знаний

Итак, мы продолжаем изучение раздела «Взаимодействие тел». И прежде чем перейти к рассмотрению нового материала, нам необходимо повторить ключевые моменты из данного раздела. Для этого ответим на вопросы:

Что мы подразумеваем под взаимодействием тел? (Действие одного тела на другое не может быть односторонним, оба тела действуют друг на друга, т.е. взаимодействуют).

Приведите примеры взаимодействия тел (Притяжение двух магнитов, два автомобиля при столкновении, Земля и мяч при его падении…).

Хорошо, мы вспомнили, что же такое взаимодействие, а теперь давайте ответим на вопросы теста:

Может ли тело само изменить свою скорость без действия других тел?

А. Может. Б. Не может. В. Иногда может

Изменение скорости тела происходит…

А. Без действия на него другого тела.

Б. После действия на него другого тела.

В. Пока на него действует другое тело.

Г. До того, как подействует на него другое тело.

3. При взаимодействии двух тел…

А. Оба тела имеют одинаковую скорость

Б. Большую скорость приобретает тело с большей массой.

В. Большую скорость приобретает тело с меньшей массой.

Сделайте вывод по заданиям теста:

  1. Что является причиной изменения скорости движения тел?

(Сила. Скорость тела меняется при взаимодействии его с другими телами).

Объявление темы и целей урока

Сегодня на уроке мы как раз и познакомимся с новой для нас физической величиной – силой, рассмотрим природу одной из самых ярких сил в природе – силы тяжести – и её влияние на движение тел. Тема урока звучит следующим образом: «Сила. Явление тяготения. Сила тяжести». Запишите её в тетради.

Изучение нового материала

Понятие силы

ДЕМОНСТРАЦИЯ

Часто не указывают, какое тело и как действовало на другое тело. Просто говорят, что на тело действует сила. Сила, действующая на тело, может не только изменить скорость всего тела, но и отдельных его частей. В таких случаях говорят, что тело деформируется. (Например, сжатие пружины, растяжение резинового жгута, изменение формы кусочка пластилина – ДЕМОНСТРАЦИЯ)

  1. Тележка находится на горизонтальной опоре. Почему тележка не движется? С какими телами она взаимодействует? Что необходимо, чтобы тележка изменила свою скорость? (Если на неподвижную тележку, стоящую на опоре, не действуют другие тела, кроме Земли и опоры, она не изменяет своего положения. Если появится действие ещё какого-нибудь тела, скорость тележки изменится).

    Сделайте вывод по рассмотренному опыту: почему тележка приобрела скорость?

    ЗАПИСЬ В ТЕТРАДИ: Сила – причина изменения скорости тел.

Так что же такое деформация тела? (Деформация – это любое изменение формы и размера тела – ЗАПИСЬ В ТЕТРАДИ).

Рассмотрите рисунок 59 на странице 56 учебника, на нём также изображён пример деформации тела. Опишите, что вы видите на рисунке (Доска, лежащая на опорах, прогибается, если на неё садится человек).

ПРОВЕДЕНИЕ ОПЫТА

(На штативе 2 динамометра, к ним подвешены грузы разной массы).

Где пружина растянулась сильнее? Почему? (Подвешен груз большей массы, который действует с большей силой на динамометр).

Значит, сила может быть разной по значению: может быть большей, может быть меньшей.

Сила – физическая величина, следовательно, её можно измерить. Прибор для измерения силы – динамометр (ДЕМОНСТРАЦИЯ динамометров). ЗАПИСЬ В ТЕТРАДИ: Динамометр – прибор для измерения силы.

Сила обозначается буквой F, измеряется в ньютонах (в честь великого учёного 17 века Исаака Ньютона, внёсшего огромный вклад в развитие физики).

Сила – векторная величина. Что это означает? (Имеет не только значение, но и направление).

– Какую ещё векторную величину мы уже с вами изучили? (Скорость).

– Графически силу обозначают в виде отрезка прямой со стрелочкой. При этом важно указать, к какой точке тела приложена действующая сила (Точку ставим в центре тяжести тела).

МИНИИТОГ УРОКА. Давайте подведём небольшой итог уже изученному. Что же такое сила? (Си́ла — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел). Что необходимо знать при изображении силы на чертеже? (Точку приложения силы, направление действия силы, значение (модуль) силы).

Сила тяжести

Одна из самых значимых сил в природе – сила тяжести. Посмотрите внимательно опыт и скажите, в чём же проявляется её действие?

1) ПРОВЕДЕНИЕ ОПЫТА. Пережигание нити, к которой прикреплён шарик, в результате шарик падает на стол (в песок).

  1. Почему шарик до пережигания нити находился в состоянии покоя? Почему он начал падать после пережигания нити? (Действует притяжения Земли).

    Почему, как бы ни старались мы высоко подпрыгнуть, всё равно опускаемся на землю? Почему листья, опадая с деревьев, тоже опускаются на землю? (Под действием силы притяжения к Земле).

    Рассмотрим рисунок 62 на странице 57 учебника. Если мяч бросить в горизонтальном направлении, он не летит прямолинейно, его траекторией будет кривая линия. Почему? Искусственный спутник, запущенный с Земли, также летит не по прямой, а движется вокруг Земли.

2) Сила, с которой Земля притягивает все тела у её поверхности, называется силой тяжести.

ЗАПИСИ В ТЕТРАДИ: Сила тяжести – сила, с которой Земля притягивает к себе тело.

3) Сила тяжести обозначается Fтяж и направлена всегда вертикально вниз, к центру Земли, так как притягивает все тела именно ядро планеты.

4) Как вы думаете, во всех ли точках на поверхности Земли на тело действует одинаковая сила тяжести? (Земной шар немного сплюснут у полюсов, значит, тела, расположенные около полюсов, расположены немного ближе к центру Земли. В связи с этим сила тяжести на полюсе немного больше, чем на экваторе или на других широтах.)

А если два одинаковых тела находятся на одной географической широте, может ли на них действовать разная сила тяжести? (Да, если одно тело находится на равнине, а другое – на вершине горы.)

Сделайте вывод, от чего же зависит сила тяжести? (От расстояния между центром Земли и телом на её поверхности).

Рассмотрите иллюстрацию на экране. Как вы думаете, почему под медведем гамак провис сильнее? (У медведя масса больше, значит, он с большей силой действует на гамак).

От какой же ещё величины зависит сила тяжести? (От массы тела)

5) Изобразим силу тяжести, действующую на находящийся на поверхности предмет, и предмет, находящийся на подвесе.

МИНИИТОГ УРОКА. Сделаем небольшой вывод о силе тяжести. От чего зависит величина силы тяжести?

ЗАПИСЬ В ТЕТРАДИ: Сила тяжести зависит: 1) от расстояния между центром Земли и телом; 2) от массы тела.

7) Сообщение учащегося о влиянии силы тяжести на живую и неживую природу.

Явление всемирного тяготения

Притяжение существует не только между Землёй и телами на её поверхности. Все тела притягиваются друг к другу. В этом заключается закон всемирного тяготения.

ЗАПИСЬ В ТЕТРАДИ: Закон всемирного тяготения: «Все тела во Вселенной притягиваются друг к другу».

Приведите примеры проявления закона всемирного тяготения. (Например, Луна вращается вокруг Земли; планеты солнечной системы вращаются вокруг Солнца).

Как вы считаете, Луна притягивает Землю? Докажите. (Приливы и отливы на Земле – следствие притяжения Луны)

Сообщение учащегося о притяжении Луны.

Закрепление изученного материала. Решение задач

Выполним следующие задания:

Какая сила вызывает образование камнепадов в горах? (Сила тяжести).

Имеются два одинаковых шара. Один из них лежит на берегу океана, а другой – на вершине горы. На какой из шаров действует большая сила тяжести? (Шар, лежащий на берегу океана, обладает большей силой тяжести).

Что нужно сделать, чтобы увеличить силу тяготения между телами? (Сблизить тела).

Подведение итогов урока. Объявление домашнего задания.

Причитать пункты:23,24, выполнить задания (см. упр.)

Рефлексия

Оценим свою работу на сегодняшнем уроке. Прислушайтесь к себе, своему внутреннему состоянию и продолжите любое из предложений.

Я сегодня на уроке узнал для себя…

Я удовлетворён (не удовлетворён) своей работой, потому что…

Если бы я был учителем, то …

Сообщение по теме

«Влияние силы тяжести

на живую и неживую природу»

Благодаря силе тяжести облик нашей планеты непрерывно изменяется. Сходят с гор лавины и оползни, движутся ледники, выпадают дожди, текут реки с холмов на равнины, образуются водопады.

Все живые существа на Земле чувствуют её притяжение. Растения также «чувствуют» действие и направление силы тяжести, из-за чего главный корень всегда растёт вниз, к центру земли, а стебель – вверх.

Сообщение по теме «Притяжение Луны»

Луна – ближайшее к Земле крупное космическое тело, поэтому она оказывает значительное влияние на тела, находящиеся на Земле.

Именно Луна является причиной мощных приливных волн, заставляя перемещаться огромные массы воды. Высота приливов может достигать до 20 метров; если берега океана достаточно плоские, такая волна может на многие километры затоплять сушу.

Приливные явления, вызываемые Луной, мешают Земле вращаться, уменьшая её скорость вращения.

Приливы и отливы бывают не только в океане, но и на суше. В результате влияния Луны происходят вертикальные смещения земной поверхности до 50 сантиметров.

Источник: https://xn--j1ahfl.xn--p1ai/library/sila_tyazhesti_231509.html

I. Механика

Сила тяжести как пример проявления всемирного тяготения на земле

– По какому закону вы собираетесь меня повесить?
– А мы вешаем всех по одному закону – закону Всемирного Тяготения.

Закон всемирного тяготения

Явление гравитации – это закон всемирного тяготения. Два тела действуют друг на друга с силой, которая обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и прямо пропорциональна произведению их масс.

Математически мы можем выразить этот великий закон формулой

Тяготение действует на огромных расстояниях во Вселенной. Но Ньютон утверждал, что взаимно притягиваются все предметы. А правда ли, что любые два предмета притягивают друг друга? Только представьте, известно, что Земля притягивает вас, сидящих на стуле.

Но задумывались ли о том, что компьютер и мышка притягивают друг друга? Или карандаш и ручка, лежащие на столе? В этом случае в формулу подставляем массу ручки, массу карандаша, делим на квадрат расстояния между ними, с учетом гравитационной постоянной, получаем силу их взаимного притяжения.

Но, она выйдет на столько маленькой (из-за маленьких масс ручки и карандаша), что мы не ощущаем ее наличие. Другое дело, когда речь идет о Земле и стуле, или Солнце и Земле. Массы значительные, а значит действие силы мы уже можем оценить.

Вспомним об ускорении свободного падения. Это и есть действие закона притяжения. Под действием силы тело изменяет скорость тем медленнее, чем больше масса. В результате, все тела падают на Землю с одинаковым ускорением.

Чем вызвана эта невидимая уникальная сила? На сегодняшний день известно и доказано существование гравитационного поля. Узнать больше о природе гравитационного поля можно в дополнительном материале темы.

Задумайтесь, что такое тяготение? Откуда оно? Что оно собой представляет? Ведь не может быть так, что планета смотрит на Солнце, видит, насколько оно удалено, подсчитывает обратный квадрат расстояния в соответствии с этим законом?

Направление силы притяжения

Есть два тела, пусть тело А и В. Тело А притягивает тело В. Сила, с которой тело А воздействует, начинается на теле B и направлена в сторону тела А. То есть как бы “берет” тело B и тянет к себе. Тело В “проделывает” то же самое с телом А.

Каждое тело притягивается Землей. Земля “берет” тело и тянет к своему центру. Поэтому эта сила всегда будет направлена вертикально вниз, и приложена она с центра тяжести тела, называют ее силой тяжести.

Главное запомнить

1) Закон и формулу;
2) Направление силы тяжести

Практическое применение закона*

Некоторые методы геологической разведки, предсказание приливов и в последнее время расчет движения искусственных спутников и межпланетных станций. Заблаговременное вычисление положения планет.

Опыт Кавендиша*

Можем ли мы сами поставить такой опыт, а не гадать, притягиваются ли планеты, предметы?

Такой прямой опыт сделал Кавендиш (Генри Кавендиш (1731-1810) – английский физик и химик) при помощи прибора, который показан на рисунке.

Идея состояла в том, чтобы подвесить на очень тонкой кварцевой нити стержень с двумя шарами и затем поднести к ним сбоку два больших свинцовых шара. Притяжение шаров слегка перекрутит нить – слегка, потому что силы притяжения между обычными предметами очень слабы.

При помощи такого прибора Кавендишу удалось непосредственно измерить силу, расстояние и величину обеих масс и, таким образом, определить постоянную тяготения G.

Уникальное открытие постоянной тяготения G, которая характеризует гравитационное поле в пространстве, позволила определить массу Земли, Солнца и других небесных тел. Поэтому Кавендиш назвал свой опыт “взвешиванием Земли”.

Связь с электричеством*

Интересно, что у различных законов физики есть некоторые общие черты. Обратимся к законам электричества (сила Кулона).

Электрические силы также обратно пропорциональны квадрату расстояния, но уже между зарядами , и невольно возникает мысль, что в этой закономерности таится глубокий смысл.

До сих пор никому не удалось представить тяготение и электричество как два разных проявления одной и той же сущности.

Сила и тут изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния, но разница в величине электрических сил и сил тяготения поразительна. Пытаясь установить общую природу тяготения и электричества, мы обнаруживаем такое превосходство электрических сил над силами тяготения, что трудно поверить, будто у тех и у других один и тот же источник.

Как можно говорить, что одно действует сильнее другого? Ведь все зависит от того, какова масса и каков заряд. Рассуждая о том, насколько сильно действует тяготение, вы не вправе говорить: “Возьмем массу такой-то величины”, потому что вы выбираете ее сами.

Но если мы возьмем то, что предлагает нам сама Природа (ее собственные числа и меры, которые не имеют ничего общего с нашими дюймами, годами, с нашими мерами), тогда мы сможем сравнивать. Мы возьмем элементарную заряженную частицу, такую, например, как электрон.

Две элементарные частицы, два электрона, за счет электрического заряда отталкивают друг друга с силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними, а за счет гравитации притягиваются друг к другу опять-таки с силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния.

Вопрос: каково отношение силы тяготения к электрической силе? Тяготение относится к электрическому отталкиванию, как единица к числу с 42 нулями. Это вызывает глубочайшее недоумение. Откуда могло взяться такое огромное число?

Люди ищут этот огромный коэффициент в других явлениях природы. Они перебирают всякие большие числа, а если вам нужно большое число, почему не взять, скажем, отношение диаметра Вселенной к диаметру протона – как ни удивительно, это тоже число с 42 нулями.

И вот говорят: может быть, этот коэффициент и равен отношению диаметра протона к диаметру Вселенной? Это интересная мысль, но, поскольку Вселенная постепенно расширяется, должна меняться и постоянная тяготения. Хотя эта гипотеза еще не опровергнута, у нас нет никаких свидетельств в ее пользу.

Наоборот, некоторые данные говорят о том, что постоянная тяготения не менялась таким образом. Это громадное число по сей день остается загадкой.

Нюансы о действии притяжения*

Эйнштейну пришлось видоизменить законы тяготения в соответствии с принципами относительности. Первый из этих принципов гласит, что расстояние х нельзя преодолеть мгновенно, тогда как по теории Ньютона силы действуют мгновенно. Эйнштейну пришлось изменить законы Ньютона. Эти изменения, уточнения очень малы.

Одно из них состоит вот в чем: поскольку свет имеет энергию, энергия эквивалентна массе, а все массы притягиваются, – свет тоже притягивается и, значит, проходя мимо Солнца, должен отклоняться. Так оно и происходит на самом деле. Сила тяготения тоже слегка изменена в теории Эйнштейна.

Но этого очень незначительного изменения в законе тяготения как раз достаточно, чтобы объяснить некоторые кажущиеся неправильности в движении Меркурия.

Физические явления в микромире подчиняются иным законам, нежели явления в мире больших масштабов.

Встает вопрос: как проявляется тяготение в мире малых масштабов? На него ответит квантовая теория гравитации. Но квантовой теории гравитации еще нет.

Люди пока не очень преуспели в создании теории тяготения, полностью согласованной с квантовомеханическими принципами и с принципом неопределенности.

Дополнительные источники*

Источник: http://fizmat.by/kursy/dinamika/tjagotenie

Сила тяжести

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.

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

В соответствии со вторым законом Ньютона \( g = F_Т /m \) , следовательно, \( F_T = mg \) .

Если M – масса Земли, R – ее радиус, m – масса данного тела, то сила тяжести равна

\( F = G \dfrac{M}{R2}m = mg \) .

Сила тяжести всегда направлена к центру Земли.

Формула силы тяготения

Кратко сформулировать Закон всемирного тяготения можно так: между всеми телами во Вселенной существует сила притяжения, которая обратно пропорциональна квадрату дистанции между их центрами масс и прямо пропорциональна произведению самих масс тел. Для двух тел с массами m1 и m2, которые друг от друга находятся на расстоянии r, изучаемый закон запишется в виде:

F = G*m1*m2/r2.

Здесь величина G — это постоянная гравитации.

Силу притяжения можно рассчитывать по этой формуле во всех случаях, если расстояния между телами достаточно велики по сравнению с их размерами.

Проявление закона всемирного тяготения космические процессы

При изучении школьного курса физики важной темой раздела механики является Закон всемирного тяготения. В данной статье подробнее рассмотрим, что он собой представляет, и с помощью какой математической формулы описывается, а также приведем примеры силы тяготения в повседневной жизни человека и космических масштабах.

Кто открыл Закон всемирного тяготения

Прежде чем приводить примеры силы всемирного тяготения, расскажем кратко, кому приписывают ее открытие.

С давних времен люди наблюдали за звездами и планетами и знали, что они движутся по определенным траекториям. Кроме того, любой человек, не обладающий специальными знаниями, понимал, что как бы далеко и высоко он не бросал камень или другой предмет, тот всегда падал на землю.

Пример проявления закона всемирного тяготения

Сила направлена вдоль прямой, соединяющей центры тел.

Математическая запись этой формулы

Как Луна влияет на Землю

Несмотря на то, что Луна расположена от Земли достаточно далеко, расстояние составляет порядка 400 000 км, ее влияние на Землю все-таки весьма ощутимо. Итак, поговорим о том, как Луна влияет на вес тел, находящихся на Земле. Сразу оговоримся: мы не будем учитывать влияние Солнца и других небесных тел, так как оно по сравнению с влиянием Луны значительно меньше.

Мы не будем сейчас вдаваться в детальные подробности того, как мы получили те данные, о которых сейчас поговорим, а остановимся лишь на результате.

Проявление закона всемирного тяготения космические явления и космические процессы

Важно

По сравнению, например, с ускорением свободного падения 10 (мы здесь его округлили от 9,8 до 10), вы видите, что разница составляет порядка одной стомиллионной доли.

Немного? Да, немного, но если сравнивать с радиусом Земли те изменения, которые привносит такое небольшое измерение ускорения в результате отсутствия Луны, то мы получим, что Rз = 6400 км.

И эти стомиллионные доли изменения приводят к тому, что высота уровня воды в точках, показанных на рис.

4, поднимается на 54 см, в точках, показанных на рис. 5, она падает на 27 см (см. рис. 3).

Речь идет о явлении приливов и отливов. Именно Луна определяет наличие приливов и отливов на Земле.

Благодаря вращению Земли места подъемов и опусканий уровня воды постоянно перемещаются. Именно такие постоянные перемещения мы и ощущаем в виде приливов и отливов.

Проявление закона всемирного тяготения в космических явлениях

Сравнивая эти две силы, Кавендиш и определял гравитационную постоянную.

Вы понимаете, что значение гравитационной постоянной очень мало, поэтому углы на которые отклонялась нить также очень малы, он их регистрировал при помощи сложных оптических приборов. Также для того, чтобы избежать конвекционных потоков, т. е. влияния потоков воздуха, вся система была помещена в воздушный колпак, показанный на рисунке 9.

Рис. 9. Воздушный колпак

Интересно, что Кавендиш в своих опытах не измерял напрямую значение гравитационной постоянной, он ставил своей целью как раз определить значение средней плотности Земли, и он определили его как:

Тогда эта величина была неизвестна, и он сказал, что плотность Земли в 5,48 раз больше, чем плотность воды.

Проявление закона всемирного тяготения космические явления космические процессы

Внимание

В самом деле, если мы возьмем две материальные точки, расположенные на расстоянии 1 м друг от друга, а масса этих материальных точек равна 1 кг, то гравитационная постоянная будет численно равна силе, с которой притягиваются эти две точки. Физический смысл гравитационной постоянной: она численно равна силе, с которой мысленно притягиваются две материальные точки массами по 1 кг, расположенные в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга.

Поговорим о том, как вычислить гравитационную постоянную. Из курса физики 9 класса вы знаете, что эта же формула для гравитационной постоянной для закона всемирного тяготения в случае притяжения к Земле может быть заменена формулой для силы тяжести:

Где м – это масса тела, а g – ускорение свободного падения.

Источник: https://elektrika-vkvartire.ru/primery-proyavleniya-zakona-vsemirnogo-tyagoteniya

Юрист Андреев
Добавить комментарий