Примеры проявления и практического рпименения закона всемирного тяготения


Примеры проявления и практического рпименения закона всемирного тяготения

Методика преподавания темы «Закон всемирного тяготения» в школьном курсе физики


Упрощённая схема одного из них изображена на рисунке. На очень длинной нити подвешен шарик.

Сначала нить висела вертикально. Но, когда слева подкатили большой и очень тяжёлый шар, нить отклонилась.

Это произошло из-за притяжения большим шаром маленького шарика.

Чтобы этот опыт удался, нить должна быть длиной несколько десятков метров, а масса большого шара – несколько тонн. Взаимное притяжение всех тел в мире имеет собственное название: явление гравитации или явление всемирного тяготения. Гравитационное притяжение любого тела проявляется тем заметнее, чем больше его масса.

Поэтому притяжение Земли, масса которой огромна, мы замечаем постоянно, а притяжение других тел можно обнаружить лишь специальным опытом. Гравитационное притяжение Земли (или другой планеты) позволяет нам измерять массу тел с помощью измерительного прибора – весов. Существуют весы различных конструкций, например, пружинные

Закон всемирного тяготения в природе

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 [Unparseable or potentially dangerous latex formula. Error 3 ], [Unparseable or potentially dangerous latex formula.

Error 3 ], то

, т. е. гравитационная постоянная равна силе, с которой притягиваются два тела по 1 кг на расстоянии 1 м. Численное значение:

.

6. Границы применимости закона Закон всемирного тяготения

Лишь в 1667 году, после уточнения этого расстояния, закон всемирного тяготения был наконец-то отдан в печать. Сила всемирного тяготения Гипотеза Ньютона:

«Причина, вызывающая падение камня на Землю, движение Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца, одна и та же»

. Как был открыт закон всемирного тяготения Ньютон предположил, что ряд явлений, казалось бы, не имеющих ничего общего (падение тел на Землю, обращение планет вокруг Солнца, движение Луны вокруг Земли, приливы и отливы и т.

д.), вызваны одной причиной. Окинув единым мысленным взором «земное» и «небесное», Ньютон предположил, что существует единый закон всемирного тяготения, которому подвластны все тела во Вселенной — от яблок до планет! В 1667 г. Ньютон высказал предположение, что между всеми телами действуют силы взаимного притяжения, которые он назвал силами всемирного тяготения.

Исаак Ньютон – английский физик и математик, создатель теоретических основ механики и астрономии.

Силы всемирного тяготения.

Закон всемирного тяготения

Так, например, сила тяжести равна произведению массы тела и ускорения свободного падения:

Но, как мы уже выяснили, ускорение свободного падения не зависит от массы тела, из чего можно сделать вывод, что гравитационные силы сообщают ускорение, которое не зависит от массы тела! А теперь, вспомним третий закон Ньютона: тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю, направленными по одной прямой в противоположных направлениях:

.

Это поразительное свойство можно объяснить только тем, что гравитационные силы пропорциональны массе тела, на которое они действуют.

§ 15. Закон всемирного тяготения.
В частности, если Земля действует на Луну с некоторой силой, то и Луна должна действовать на Землю с этой силой.

Притягивается ли Земля к висящему на ветке яблоку?

В соответствии с законом всемирного тяготения яблоко притягивает Землю с такой же силой, что и Земля яблоко, только противоположно направленной.Упражнения.1. Приведите примеры проявления силы тяготения. Падение тел на землю под действием силы тяжести, притяжение небесных тел (Земли, Луны, солнца, планет, комет, метеоритов) друг к другу.
2. Космическая станция летит от Земли к Луне.

Как меняется при этом модуль вектора силы её притяжения к Земле? к Луне? С одинаковыми или различными по модулю силами притягивается станция к Земле и Луне, когда она находится посередине между ними? Все три ответа обоснуйте. (Известно, что масса Земли примерно в 81 раз больше массы Луны).

3. Известно, что масса Солнца в 330 000 раз больше массы Земли. Верно ли, что Солнце притягивает Землю в 330 000 раз сильней, чем Земля притягивает Солнце? Ответ поясните.

Закона всемирного тяготения примеры

Оба тела теоретически делят на элементы, которые можно приять за точечные массы.

Находят силы тяготения, которые действуют на один выбранный элемент первого тела со стороны всех элементов другого тела, получают силу, которая действует на рассматриваемую точку первого тела. Далее операцию повторяют для каждой точки первого тела. Полученные силы складывают с учетом их направлений.

В результате получается сила тяготения, с которой второе тело действует на первое.

Такая задача является весьма сложной. Сила тяжести (сила притяжения к Земле) является частным случаем появления силы всемирного тяготения. Обозначим силу тяжести как $F_t$. В соответствии с законом всемирного тяготения эта сила равна: где $m$ — масса тела, притягиваемого к Земле; $M$ — масса Земли; $R$ — радиус Земли; $h$ — высота тела над поверхностью Земли.
Сила тяжести направлена к Центру Земли. В задачах, если размер Земли много больше, чем рассматриваемые тела, считают, что сила тяжести направлена вертикально вниз.

Явление Всемирного тяготения. Приведите примеры проявления силы тяготения

Соответствующая формула имеет следующий вид: F = G*m1*m2/r2.

Словесное ее описание следующее: сила F притяжения между телами с массами m1 и m2 прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна расстоянию r между ними. Величина G — это гравитационная постоянная. Рассматривая явление тяготения и силу тяготения, следует запомнить, что она действует между абсолютно любыми телами во Вселенной, которые обладают конечной массой.

Земное притяжение Если старшеклассник слышит слова «сила тяготения Земли», то у него в памяти всплывает следующая формула: F = m*g, где g — ускорение свободного падения. Однако немногие знают, откуда берется эта формула. Получается она непосредственно из записанного выше выражения для силы F.

Действительно, в случае нашей планеты следует рассматривать тело массой m и Землю массой M.

Расстояние между ними приблизительно равно радиусу Земли R, тогда: F = G*m*M /R2 = m*g, где g = G*M/R2.

Профессор Знаев

Конечно, подобная тема слишком общая и поневоле располагает к философствованию – начинаешь говорить так расплывчато, что понять тебя может не всякий. И тогда считается, что ты решаешь глубокие философские вопросы.

Я постараюсь говорить конкретнее, ибо считаю, что мысль простая, но выраженная честно, полезнее туманных намеков. Поэтому в первой лекции, не вдаваясь в общие рассуждения, я просто расскажу об одном физическом законе, дабы вы имели хоть один пример того, о чем впоследствии пойдет отвлеченный разговор.

К этому примеру я буду обращаться снова и снова: чтобы проиллюстрировать свою мысль или сделать реальностью то, что иначе могло бы превратиться в абстракцию. В качестве такого примера я выбрал явление гравитации – закон всемирного тяготения. Почему именно его – не знаю. Может быть, потому, что этот великий закон был открыт одним из первых и имеет интересную историю.

Вы скажете:

«Да, но это старая история, а мне хотелось бы услышать что-нибудь о более современной науке»

.

Методическая разработка по физике на тему: Закон Всемирного тяготения

На интерактивной доске помещены портреты ученых и приготовлен план беседы с учащимися об исторических фактах, предшествующих открытию закона всемирного тяготения:– Гипотеза Коперника о том, что все планеты движутся вокруг Солнца.– Сбор эмпирических данных (тщательные измерения положения планет, выполненные астрономом Тихо Браге).– Анализ данных и их обобщение в эмпирических законах, сделанное Кеплером.– Построение теории, объясняющей все общие закономерности и предсказывающей многие новые следствия, сделанное Ньютоном.Николай КоперникТихо БрагеИоганн КеплерИсаак Ньютон Попытки объяснить строение солнечной системы, занимали умы многих великих людей.

Особенно волновал вопрос о том, что связывает планеты и Солнце в единую систему?

Он встал после того как Коперник «поместил» Солнце в центр, а все планеты «заставил» обращаться вокруг, т.е.

+ +