36 фотографий, на которых закон всемирного тяготения не соблюдается
Не нужно быть профессором физики, чтобы знать про закон всемирного тяготения Ньютона, который гласит: «Любые два тела во вселенной притягивают друг друга с силой, которая прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними».Даже если всё это звучит, как тарабарщина, мы все понимаем общий принцип работы гравитации — особенно когда мы видим нечто, что, кажется, противоречит этому закону.
В этой коллекции вы увидите фотографии с людьми, животными или предметами, для которых, похоже, гравитации не существует, и которые живут по собственным законам физики.
Конечно же, каждой из этих фотографий можно дать простое объяснение или научное обоснование, однако это не сделает их менее смешными и интересными!
Необъяснимые фото, на которых закон всемирного тяготения дал сбой
Еще в детстве мы понимаем, что с гравитацией шутки плохи, когда бесконечно шлепаемся на свое мягкое место с самой разной высоты. В школе нам уже подробно объясняют, в чём смысл подобного феномена и при чём здесь вообще яблоко, а во взрослой жизни мы просто живем, приняв этот факт за непреложную истину, как один из законов мироздания.
Тем не менее реальность не была бы такой реальной, если бы постоянно не давала сбои, и касается это даже вселенских законов. Хотя, если честно, именно ими в итоге всё это и объясняется, но знать нам об этом необязательно. Просто смотрим и удивляемся.
Горные козлы вообще плевать хотели на правила
Оригинальный дизайн
Пообедать в Антарктиде проблематично
Было ну очень ветрено
А в душе он козел
О недавнем паводке напоминает только ледяная корка
Что ты знаешь о комфорте?
Качка на круизном лайнере
Присел полежать
Вот такое хобби у человека
Хаски-паук
Идеальная японская монетка
Моржам ведь физику не преподают
Без комментариев
Оно уже неделю вот так
Кто? Зачем? Как?
Просто гуляющий песик
Будни пилота
Да что ты вообще знаешь о балансе?
Снег, ты пьян, иди домой
Забудь, что такое реальность
Разница между физикой и магией понемногу стирается
Как видишь, с гравитацией шутки могут быть очень плохи, если, конечно, ты не потомственный физик/маг (нужное подчеркнуть). Хотя каждую из картинок можно с легкостью объяснить, без этих самых объяснений всё смотрится куда загадочнее и веселее, а наша планетка и так не самое веселое место во Вселенной.
Презентация «Закон всемирного тяготения — Сила тяжести»
Текст этой презентации
Слайд 1
«Закон всемирного тяготения. Сила тяжести»
Составитель:
преподаватель физики
Урываева Елена Владимировна
ГБПОУ МО «Колледж «Коломна»
Презентация на тему:
Слайд 2
Тема урока: «Закон всемирного тяготения. Сила тяжести»
Гипотез я не измышляю.
И. Ньютон
Слайд 3
Николай Коперник — польский астроном и мыслитель (1473-1543 г. г.)
Слайд 4
Тихо Браге – датский астроном, астролог и алхимик эпохи Возрождения (1546 – 1601 г. г.)
Провод систематические и высокоточные астрономические наблюдения, многие годы наблюдал за движением планет, накопил многочисленные данные, но не сумел их обработать
Слайд 5
Иоганн Кеплер — немецкий математик, астроном, механик, оптик (1571 – 1630 г. г.)
Используя идею о гелиоцентрической системе Николая Коперника, результаты наблюдений Тихо Браге, Кеплер установил законы движения планет вокруг Солнца
Слайд 6
Исаак Ньютон открыл этот закон в возрасте 23 лет, но целых 9 лет не публиковал его, так как имевшиеся тогда неверные данные о расстоянии между Землей и Луной не подтверждали его идею. Лишь в 1667 году, после уточнения этого расстояния, закон всемирного тяготения был наконец-то отдан в печать.
Исаак Ньютон — английский физик, математик, механик и астроном (1642 – 1727 г.г.)
Слайд 7
Сила взаимного притяжения двух тел прямо пропорциональна произведению масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними
Слайд 8
Особенности сил тяготения
Направлены вдоль прямой, проходящей через центры масс 2. При удалении от тела уменьшаются 3. Существенны при больших массах
Слайд 9
Гравитационная постоянная
Генри Кавендиш (1731 – 1810)Британский физик и химик
Впервые гравитационная постоянная была измерена английским физиком Г. Кавендишем в 1788 г. с помощью прибора, называемого крутильными весами.
Слайд 10
Крутильные весы
Г. Кавендиш закрепил два маленьких свинцовых шара на противоположных концах двухметрового стержня. Стержень был подвешен на тонкой проволоке. Два больших свинцовых шара близко подводились к маленьким. Силы притяжения со стороны больших шаров заставляли маленькие перемещаться, при этом проволока закручивалась. Степень закручивания была мерой силы, действующей между шарами.
Слайд 11
Физический смысл гравитационной постоянной.
Гравитационная постоянная численно равна силе гравитационного притяжения двух тел, массой по 1 кг каждое, находящихся на расстоянии 1 м одного от другого.
Слайд 12
На основе закона всемирного тяготения:
Получили объяснения закономерности движения планет и их спутников. Уточнены законы Кеплера. 2. Вычисляются параметры движения космических аппаратов и искусственных спутников.. 3. Определены массы Солнца, планет и других небесных тел.
Слайд 13
Сила тяжести
Одним из проявлений силы всемирного тяготения является сила тяжести – это притяжение тел к Земле.
Слайд 14
Ускорение свободного падения
У поверхности Земли
Над поверхностью Земли
Слайд 15
Ускорение силы тяжести зависит:
1. Массы планеты.
2. Радиуса планеты.
3. От высоты над поверхностью планеты. От географической широты: на полюсах — 9,83 м/с2 на экваторе — 9,79 м/с2.
5. От залежей полезных ископаемых.
Для любой планеты
Слайд 16
Спасибо за внимание
Слайд 17
Список использованных источников https://www.google.ru/search?q=картинки+на+тему+закон+всемирного+тяготения https://ru.wikipedia.org/wiki/Браге https://ru.wikipedia.org/wiki/Кеплер https://ru.wikipedia.org/wiki/Ньютон https://ru.wikipedia.org/wiki/Коперник https://ru.wikipedia.org/wiki/Кавендиш Фирсов А.В. Физика для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей//ОИЦ «Академия». 2013.
Закон всемирного тяготения
Явление всемирного тяготения
Явление всемирного тяготения заключается в том, что между всеми телами во Вселенной действуют силы притяжения.
К выводу о существовании вил всемирного тяготения (их называют также гравитационными) пришел Ньютон в результате изучения движения Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца. Эти астрономические наблюдения были сделаны датским астрономом Тихо Браге. Тихо Браге измерил положение всех на тот момент известных планет и записал их координаты, но вывести окончательно, создать закон движения планет относительно Солнца Тихо Браге не удалось. Это сделал его ученик Иоганн Кеплер. Иоганн Кеплер воспользовался не только измерениями Тихо Браге, но и к тому времени уже достаточно обоснованной, используемой везде и всюду гелиоцентрической системой мира Коперника. Той системой, в которой считается, что в центре нашей системы находится Солнце и вокруг него обращаются планеты.
Рисунок 1. Гелиоцентрическая система мира (система Коперника)
В первую очередь Ньютон предположил, что все тела обладают свойством притяжения, т.е. те тела, которые обладают массами, притягиваются друг к другу. Это явление стали называть всемирным тяготением. А тела, которые притягивают друг к другу другие, создают силу. Эту силу, с которой тела притягиваются, стали называть гравитационной (от слова gravitas — «тяжесть»).
Закон всемирного тяготения
Ньютону удалось получить формулу для вычисления силы взаимодействия тел, обладающих массами. Именно эту формулу и называют законом всемирного тяготения. Она была открыта в $1667$ г. Свое открытие И. Ньютон обосновал на астрономических наблюдениях
Сам $закон всемирного тяготения$ звучит так: два тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
Давайте рассмотрим величины, которые входят в этот закон. Итак, сам закон всемирного тяготения выглядит следующим образом:
Здесь есть еще одна величина — $G$, гравитационная постоянная. Ее физический смысл заключается в том, что она показывает, с какой силой взаимодействуют два тела массой в $1$ кг, каждый в $1$ кг, расположенные на расстоянии $1$ м. эта величина очень маленькая, она всего лишь по порядку величины составляет $10^{-11}.$
$G=6,67\cdot 10^{-11} \frac{H\cdot м^2}{кг^2}$
Такое ее значение говорит о том, в каком соотношении находятся, с какой силой взаимодействуют тела, находящиеся рядом, и даже если они будут достаточно близко располагаться (например, два стоящих человека), они абсолютно не почувствуют этого взаимодействия, поскольку порядок силы $10^{-11}$ не даст значительного ощущения. Действие гравитационной силы начинает сказываться только тогда, когда масса тел велика.
Границы применимости закона всемирного тяготения
В той форме, в которой мы используем закон всемирного тяготения, он справедлив не всегда, а только в некоторых случаях:
- если размеры тел пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием между ними;
Рисунок 2.
- если оба тела однородны и имеют шарообразную форму — в этом случае, даже если расстояния между телами все-таки не так велики, закон всемирного тяготения применим, если тела обладают сферической формой и тогда расстояния определяются как расстояния между центрами рассматриваемых тел;
Рисунок 3.
- если одно из взаимодействующих тел — шар, размеры которого значительно больше размеров второго тела (любой формы) находящегося на поверхности этого шара или вблизи нее — это случай, движения спутников по своим орбитам вокруг Земли.
Рисунок 4.
Пример 1
Искусственный спутник движется по круговой орбите вокруг Земли со скоростью $1$ км/с на высоте 350000 км. Нужно определить массу Земли.
Дано: $v=1$ км/с, $R=350000$ км.
Найти: $M_{3} $-?
Решение:
Так как спутник совершает движение вокруг Земли, то он обладает центростремительным ускорением, равным:
$a=\frac{v^{2} }{R} $. (1)
Запишем второй закон Ньютона:
$F=G\frac{mM_{3} }{R^{2} } =ma$. (2)
С учетом (1) из (2) запишем выражение для нахождения массы Земли:
$M_{3} =\frac{v^{2} R}{G} =5,24\cdot 10^{24} $кг
Ответ: $M_{3} =5,24\cdot 10^{24} $ кг.
Закон всемирного тяготения
11/27/16
КВВК по теме «Закон всемирного тяготения»
1. История открытия закона всемирного тяготения.
2. Как доказать, что сила тяготения пропорциональна массе тела?
3. Как доказать, что сила тяготения пропорциональна массе обоих взаимодействующих тел?
4. Как доказать, что сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния между телами?
5. Закон всемирного тяготения. Математическое выражение. Формулировка.
6. Как было измерено значение гравитационной постоянной?
7. Значение гравитационной постоянной. Единица в СИ.
8. Пределы применимости закона всемирного тяготения.
9. Открытие планет с использованием закона всемирного тяготения.
10. Что такое сила тяжести? Чем она отличается от силы тяготения?
11. Две формулы для расчета силы тяжести.
12. Как измеряется ускорение свободного падения? Чему оно равно?
13. От чего зависит и от чего не зависит ускорение свободного падения?
14. Центр тяжести. Как находится центр тяжести плоских фигур?
15. Как измерить массу тела?
16. Как измерить массу Земли?
11/27/16
11/27/16
На пути к открытию
Николай Коперник
Браге Тихо
Галилей Галилео
Галлей Эдмонд
Кеплер Иоганн
Гук Роберт
Декарт Рене
Уильям Гильберт
11/27/16
11/27/16
История открытия закона всемирного тяготения.
Николай Коперник
( 19.02.1473 -24.05.1543)
Польский астроном, математик, механик,
экономист, каноник эпохи Возрождения. Автор гелиоцентрической системы мира , положившей начало первой научной революции.
11/27/16
11/27/16
История открытия закона всемирного тяготения.
Первая мысль принадлежала английскому ученому Гильберту. Он предположил, что планеты солнечной системы представляют собой гигантские магниты, поэтому силы, связывающие их, имеют магнитную природу.
Уильям Гильберт
24.05. 1544 — 30.11.1603
11/27/16
11/27/16
История открытия закона всемирного тяготения.
Рене Декарт предполагал, что Вселенная заполнена вихрями тонкой невидимой материи. Эти вихри и увлекают планеты в «круговое обращение вокруг Солнца. У каждой планеты свой вихрь. Планеты аналогичны легким телам, попавшим в водяные воронки. Гипотезы Гильберта и Декарта опирались на аналогию и не имели экспериментальной опоры.
Рене Дека́рт
31.03. 1596 — 11.02. 1650
Диспут Декарта (справа) и королевы Кристины, картина Пьера-Луи Дюмениля
11/27/16
11/27/16
История открытия закона всемирного тяготения.
Тихо Браге
(14.12.1546 — 24.10.1601)
Датский астроном, астролог и алхимик эпохи Возрождения. Первым в Европе начал проводить систематические и высокоточные астрономические наблюдения .
11/27/16
11/27/16
История открытия закона всемирного тяготения.
Иоганн Кеплер
(27.12. 1571 — 15.11. 1630)
немецкий математик, астроном, механик, оптик, первооткрыватель законов движения планет Солнечной системы.
Первый закон Кеплера (1609 г.):
все планеты движутся по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов которых находится Солнце.
Второй закон Кеплера (1609 г.):
радиус-вектор планеты описывает в равные промежутки времени равновеликие площади.
Третий закон Кеплера (1618 г.):
квадраты периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит:
11/27/16
11/27/16
История открытия закона всемирного тяготения.
Закон инерции: движение тела, на которое не действуют внешние силы либо равнодействующая их равна нулю, является равномерным движением по окружности
Галилео Галилей
15. 02. 1564 — 08. 01. 1642
11/27/16
11/27/16
История открытия закона всемирного тяготения.
Я изложу систему мира, во многих частностях отличающуюся от всех до сих пор известных систем, но во всех отношениях согласную с обычными механическими законами.
Роберт Гук
28. 07. 1635 — 03. 03. 1703
Притягивающие силы действуют тем больше, чем ближе тело, на которое они действуют, к центру притяжения.
11/27/16
11/27/16
История открытия закона всемирного тяготения.
Третий закон Кеплера : квадраты периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.
Эдмунд Галлей
08. 11. 1656 — 25. 01. 1742
11/27/16
11/27/16
История открытия закона всемирного тяготения.
Падение тел на Землю
Луна вокруг Земли
Планеты вокруг Солнца
Приливы и отливы
Силы тяготения
11/27/16
11/27/16
Как доказать, что сила тяготения пропорциональна массе тела?
1) Из второго закона Ньютона
Но
Следовательно
11/27/16
11/27/16
Как доказать, что сила тяготения пропорциональна массе обоих взаимодействующих тел?
2) По третьему закону Ньютона
F 1,2 = F 2,1
Если F 1,2 ~ m 1 ,
То F 2,1 ~ m 2 .
Следовательно F ~ m 1 · m 2 .
11/27/16
11/27/16
Как доказать, что сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния между телами?
~
Но F = mg;
Следовательно
11/27/16
11/27/16
Закон всемирного тяготения. Математическое выражение.
Формулировка.
Закон всемирного тяготения:
Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной массе каждого из них и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
11/27/16
11/27/16
Как было измерено значение гравитационной постоянной?
Значение гравитационной постоянной. Единица в СИ.
Крутильные весы
Г. Кавендиша, 1798
G – гравитационная постоянная
Генри Кавендиш
10. 10. 1731 — 24. 02. 1810
11/27/16
11/27/16
Пределы применимости закона всемирного тяготения.
Неприменим
Пределы применимости
- материальные точки
- шары
- шар большого радиуса и тело
11/27/16
11/27/16
Открытие планет с использованием закона всемирного тяготения.
«На кончике пера»
Иоганн Готфрид
Галле
Урбен Леверье
Джон Куч Адамс
11/27/16
11/27/16
Что такое сила тяжести? Чем она отличается от силы тяготения? Две формулы для расчета силы тяжести.
Различие между этими силами существенно меньше каждой из них, и, поэтому, их можно считать приблизительно равными.
11/27/16
11/27/16
Не ИСО
Что такое сила тяжести? Чем она отличается от силы тяготения? Две формулы для расчета силы тяжести.
Различие между этими силами существенно меньше каждой из них, и, поэтому, их можно считать приблизительно равными
11/27/16
11/27/16
Измерение ускорение свободного падения? Чему оно равно?
От чего зависит и от чего не зависит ускорение свободного падения?
g зависит:
1) от высоты над Землей
2)от широты места (Земля — неинерциальная система отсчета )
3) от пород земной коры (гравитометрия)
4) от формы Земли, приплюснута у полюсов (полюс — 9,83 м/с 2 , 9,78 м/с 2 — экватор)
11/27/16
11/27/16
Ура!!! Я стал легче на 0.7 Н!
h
r
11/27/16
Центр тяжести
геометрическая точка, неизменно связанная с твёрдым телом, через которую проходит равнодействующая всех сил тяжести, действующих на частицы этого тела при любомположении последнего в пространстве; она может не совпадать ни с одной из точек данного тела (например, у кольца). Если свободное тело подвешивать на нити, прикрепляемые последовательно к разным точкамтела, то направления этих нитей пересекутся в Ц. т. тела.
11/27/16
Центр тяжести. Как находится центр тяжести плоских фигур?
Центр тяжести геометрическая точка, неизменно связанная с твёрдым телом, через которую проходит равнодействующая всех сил тяжести, действующих на частицы
этого тела при любом положении последнего в пространстве;
она может не совпадать ни с одной из точек данного тела (например, у кольца). Если свободное тело подвешивать на нити, прикрепляемые последовательно к разным
точкам тела, то направления этих нитей пересекутся в центре тяжести тела.
11/27/16
11/27/16
Как измерить массу тела? Как измерить массу Земли?
11/27/16
11/27/16
Пример решения задачи
1. На каком расстоянии от поверхности Земли ускорение свободного падения равно 1 м/с 2 ? Радиус Земли 6400 км, ускорение свободного падения у поверхности Земли 9,8 м/с 2 .
Решение:
Сила тяжести есть сила, с которой тело притягивается к Земле вследствие действия закона всемирного тяготения:
m — масса тела, М — масса Земли,
В условии задачи не дана масса Земли. Ее можно найти следующим образом. Силу тяжести тела на поверхности Земли (h = 0) также можно записать, как силу тяготения:
11/27/16
11/27/16
Ответ: h=13600км.
11/27/16
11/27/16
Примеры тестовых заданий:
1. Между двумя небесными телами одинаковой массы, находящимися на расстоянии r друг от друга, действуют силы притяжения величиной F 1 . Если расстояние между телами уменьшить в 2 раза, как изменится эта сила?
2. На рисунке изображены четыре пары сферически симметричных тел, расположенных друг относительно друга на разных расстояниях между центрами этих тел.
Сила взаимодействия двух тел одинаковых масс M , находящихся на расстоянии R друг от друга, равна F 0 . Для какой пары тел сила гравитационного взаимодействия равна 4 F 0 ?
11/27/16
11/27/16
Домашнее задание:
§ § 15 – 16 (учить, пересказывать, отвечать на КВВК),
§ 17 – прочитать.
Упр.16 №1,2,6
11/27/16
11/27/16
Литература и источники.
- Шаталов В. Ф. и др. Опорные конспекты по кинематике и динамике: Кн. для учителя: Из опыта работы / В. Ф. Шаталов, В. М. Шейман, А. М. Хаит. — М.: Просвещение, 1989.— 143 с.
- Трубсцкова С. В. Физика. Вопросы — ответы. Задачи — решения. Ч. 1, 2, 3. Механика: Учеб, пособие. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. — 352 с.
- https://phys-oge.sdamgia.ru/
- http://www.eduspb.com/node/1834
11/27/16
