Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Невесомость

К закону всемирного тяготенияМежду любыми телами в природе существует сила взаимного притяжения, называемая силой всемирного тяготения (или силами гравитации). Закон всемирного тяготения был открыт Исааком Ньютоном в 1682 году. Когда еще ему было 23 года он высказал предположение, что силы, удерживающие Луну на ее орбите, той же природы, что и силы, заставляющие яблоко падать на Землю.

Закон всемирного тяготения: Все тела притягиваются друг к другу с силой прямо пропорциональной произведению масс этих  тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.Закон всемирного тяготения 

где F — сила всемирного тяготения, m1 , m2 массы тел, R расстояние между телами. Коэффициент пропорциональности G одинаков для всех тел в природе. Его называют гравитационной постоянной

Физический смысл гравитационной постоянной:    гравитационная постоянная численно равна модулю силы тяготения, действующей между двумя точечными телами массой по 1 кг каждое, находящимися на расстоянии 1 м друг от друга.

опыт Кавендиша
опыт Кавендиша

G = 6,67· 10-11 Н м2/кг2 Впервые прямые измерения гравитационной постоянной провел Г. Кавендиш с помощью крутильных весов в 1798г.

Для тел, находящихся вблизи поверхности планет (в частности Земли) частным случаем проявления силы тяготения является сила тяжести: формула силы тяжести в векторной форме  где    gускорение свободного падения, g = 9,8 м/с

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

сила тяж

Сила тяжести (mg) направлена вертикально строго к центру Земли; в зависимости от расстояния до поверхности земного шара ускорение свободного падения различно. У поверхности Земли в средних широтах значение его составляет около 9,8 м/с2 . по мере удаления от поверхности Земли g уменьшается.

Вес тела (сила веса)это сила, с которой тело действует на вес 1вес 2горизонтальную опору или растягивает подвес. При этом предполагается, что тело неподвижно относительно опоры или подвеса. Пусть тело лежит на неподвижном относительно Земли горизонтальном столе. Обозначается буквой Р.

Вес тела и сила тяжести отличаются по своей природе: вес тела является проявлением действия межмолекулярных сил, а сила тяжести имеет гравитационную природу. 

Если ускорение  а = 0, то вес равен силе, с которой тело притягивается к Земле, а именно вес тела .  [P] = Н.

Если другое состояние, то вес меняется:

  • если ускорение  а не равно 0 , то вес  Р = mg — ma (вниз) или Р = mg + ma (вверх);
  • если тело падает свободно или движется с ускорением свободного падения, т.е. а = g (рис.2), то вес тела равен 0 (Р=0). Состояние тела, в котором его вес равен нулю, называется невесомостью.

В невесомости находятся и космонавты. В невесомости на мгновение оказываетесь и вы, когда подпрыгиваете во время игры в баскетбол или танца.

Домашний эксперимент: Пластиковая бутылка с отверстием у дна наполняется водой. Выпускаем из рук с некоторой высоты. Пока бутылка падает, вода из отверстия не вытекает.

Вес тела движущегося с ускорением
Вес тела движущегося с ускорением (в лифте)
перегрузка1
Тело в лифте испытывает перегрузки

 

 

Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Невесомость: 3 комментария

  1. Спасибо вам огромное за такую информацию, готовлюсь к экзаменам по физике, рассматриваю билеты, вы мне очень помогаете в этом деле, добра вам)

Комментарии запрещены.