Силы в природе закон всемирного тяготения (уч.10кл.Стр.96-99)

Сила тяготения и гравитационное притяжение (см.выше)

Закон всемирного тяготения (см.выше)

Опыт Кавендиша(см.выше)

Гравитационная постоянная. Определение и единицы измерения (см.выше)

Нахождение силы притяжения тел конечных размеров (см.выше)

Сила тяжести (см.ниже уч.10кл.)

Законы динамики справедливы для любого фундаментального взаимодействия (гравитационного, слабого, электромагнитного и сильного)

Электромагнитное и гравитационное взаимодействия, в отличие от слабого и сильного, являются дальнодействующими. Они определяют характер макроскопического движения от молекулярного уровня до Вселенной.

Все механические явления в макромире определяются электромагнитными и гравитационными взаимодействиями

Гравитация – от латинского gravitas – вес, тяжесть

В 1685 г. Ньютон, обобщая законы движения небесных тел, предположил, что все тела притягиваются друг к другу гравитационными силами и закон этот справедлив для все Вселенной.

В отличие от сил трения и упругих сил гравитационное притяжение является взаимодействием тел друг с другом на расстоянии. Радиус такого взаимодействия неограничен.

Закон всемирного тяготения:

Между любыми двумя материальными точками действует сила взаимного притяжения, прямо пропорциональная произведению масс этих точек и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними.

F_g = G

Границы применимости закона всемирного тяготения:

- только для материальных точек, когда размеры тел пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием между ними

- для однородных тел, имеющих форму шара

- шара большого радиуса и массы , взаимодействующего с телами любой формы, размеры и массы которых много меньше размеров шара, находящихся на поверхности большого шара или вблизи нее.

Закон неприменим, например, для взаимодействия бесконечного стержня и шара.

Гравитационная сила направлена вдоль прямой, соединяющей материальные точки.

Гравитационная постоянная численно равна силе гравитационного притяжения двух тел массой по 1 кг каждое, находящихся на расстоянии 1 м одного от другого.

G = 6.67*10^-11 Нм/кг² – гравитационная постоянная (одинаковая для все тел)

Чис­ленное значение гравитационной постоянной опытным путем определил Кавендиш в 1798 г., измеряя силу вза­имодействия между свинцовыми шарами с помощью крутильных весов.

Расчет силы притяжения тел конечных размеров производится с помощью принципа суперпозиции, разбивая тела на материальные точки.

Обычно при расчетах берут расстояние между центрами масс тел.

Силы всемирного тя­готения действуют между любыми телами в природе, но ощутимыми они становятся при больших массах (или хотя бы масса одного из тел велика).

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.

Сила тяготения (уч.10кл.Стр.96-99)

Гравитационные и электромагнитные силы

Гравитационное притяжение

Гипотеза Ньютона

Закон всемирного тяготения (см.выше «Закон всемирного тяготения»)

Опыт Кавендиша и гравитационная постоянная

Все тела притягиваются друг к другу гравитационными силами.

Сила тяжести – гравитационная сила, действующая на тело со стороны Земли

Сила тяжести - сила , действующая на любую материальную точку, находящуюся вблизи земной поверхности, и определяемая как геометрическая сумма силы притяжения Земли F и центробежной силы инерции, учитывающей эффект суточного вращения Земли.

Направление силы тяжести — вертикаль в данной точке земной поверхности.

Аналогично сила тяжести определяется на любом небесном теле.

Ускорение свободного падения – гравитационное ускорение, приобретаемое телом под действием гравитационной силы вблизи поверхности небесных тел (планет, звезд)

Из того, что тела независимо от своей массы падают с одинаковым ускорением, следует, что сила, действующая на них, пропорциональна массе тела. Эта сила притяжения, действующая на все тела со стороны Земли, называется силой тяжести.

Вблизи поверхности Земли: F_g = G  a_g = g = 9,81 м/с²

Ускорение свободного падения – g = 9,81м/с². (векторная величина)

В зави­симости от высоты h над поверхностью Земли и гео­графической широты положения тела ускорение сво­бодного падения приобретает различные значения.

Сила тяжести, действующая на тело вблизи поверхности Земли:

При подъеме над поверхностью Земли сила тяжести уменьшается: F_g = G

Сила тяжести потенциальна. Ее работа по замкнутому контуру равна нулю.