Сила всемирного тяготения – формула, определение, причина
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 108.
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 108.
Одной из фундаментальных сил в Природе является Сила Всемирного Тяготения. Рассмотрим особенности этой силы подробнее.
Открытие Закона Всемирного Тяготения
Человек давно привык к тому, что все тела всегда падают на Землю. Идея о том, что именно Земля является причиной падения, высказывалась еще в античности. И до XVIIв считалось, что свойством притяжения обладает только Земля.
По мере развития представления о строении Вселенной накапливались знания о движении планет, была построена гелиоцентрическая система мира, и в начале XVIIв И. Кеплером были выведены математические законы этих движений.
Рис. 1. Движение планет.Анализируя законы Кеплера, И. Ньютон понял, что выводы, к которым он пришел, изучая движения и взаимодействия тел в лаборатории, можно применить и к небесным телам.
2}}$$
Особенности сил гравитации
- Это самая слабая из всех природных сил.
- Гравитация, как и электромагнетизм, действует на любых расстояниях лишь уменьшая свою силу, но не исчезая полностью в отличие от ядерного взаимодействия.
- Это единственная сила, сообщающая телам одинаковое ускорение, независимо от их массы. Объясняется это тем, что, хотя тело большей массы обладает большей инерцией, и сила гравитации для большего тела получается больше.
Мы не замечаем гравитацию из-за ее слабости. Два человека, находящиеся на расстоянии 3 м притягиваются друг к другу с силой 3 мкг. Если бы не было трения, они бы притянулись друг к другу за 30 часов, развив в момент касания скорость 40 мм в час. Поэтому главную роль гравитация имеет в космосе. Например, звезда Сириус, хотя и находится в восьми световых годах от Солнца, тем не менее, посылает ему свой «гравитационный привет» в 7 триллионов тонн.
Что мы узнали?
Сила всемирного тяготения действует на все массы во Вселенной и заставляет их притягиваться друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
Пока никого нет. Будьте первым!
Оценка доклада
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 108.
А какая ваша оценка?
ЭТО ЗАКОН Всемирного тяготения | Его законы сделаны ЛЕГКО ➡️
Благодаря исследованиям ученых стало возможным понять явления природы и добиться технического прогресса на протяжении многих лет. Ньютон, основываясь на исследованиях Галилео законов, управляющих движением снарядов на Земле, и исследованиях Кеплера законов движения планет в Солнечной системе, приходит к выводу, что сила, необходимая для удержания планеты на орбите, зависит от масс и расстояние разделения.
Закон всемирного тяготения, опубликованный в 1687 году Исааком Ньютоном, позволяет нам определить силу, с которой притягиваются два объекта с массой, что очень полезно при изучении орбит комет, открытии других планет, приливов и отливов. движение спутников, среди прочего.
1.1 Центростремительная сила:
1.2 Законы Кеплера1.2.1 Первый закон Кеплера, или закон орбит:
1.3 Второй закон Кеплера, или закон площадей:
1.4 Третий закон Кеплера, или закон периодов:
2 Закон всемирного тяготения2.1 Утверждение Закона всемирного тяготения
2.2 Упражнение 1. Определите силу, с которой тела на рисунке 7 притягиваются в вакууме.2.2.1 Решение
2.3 Вывод закона всемирного тяготения
2.4 Упражнение 2. Определите массу планеты Земля, зная, что радиус составляет 6380 км.2.4.1 Решение
3 Применение закона всемирного тяготения3.1 Спутники:
3.2 Упражнение 3.
Определите скорость спутника, вращающегося вокруг Земли, на расстоянии 6870 км от центра Земли. См. Рисунок 12.3.2.1 Решение
4 ВЫВОДЫ
5 ССЫЛКИ
Основные понятия для понимания «Закона всемирного тяготения»
Центростремительная сила:Приглашаем к просмотру статьи Легко понять законы Ньютона
Сила, которая заставляет мобильный телефон изгибать траекторию, заставляя его описывать круговое движение. Центростремительная сила действует на тело, направленное к центру круговой траектории. Тело испытывает центростремительное ускорение, поскольку скорость постоянного модуля меняет направление при движении. См. Рисунок 1.
Рисунок 1. citeia.comЦентростремительная сила может быть рассчитана с использованием второго закона Ньютона [1], где центростремительное ускорение может быть выражено как функция угловой скорости, линейной скорости или как функция периода тела в круговом движении. См.
Рисунок 2.
Законы Кеплера
Астроном Иоганн Кеплер объяснил движение планет Солнечной системы с помощью трех законов: закона орбит, площадей и периодов. [два].
Первый закон Кеплера, или закон орбит:
Все планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца по эллиптической орбите. Солнце находится в одном из двух фокусов эллипса. См. Рисунок 3.
Рисунок 3 citeia.comВторой закон Кеплера, или закон площадей:
Радиус, который соединяет планету с Солнцем, описывает равные площади в равные времена. (Воображаемая) линия, идущая от Солнца к планете, проходит через равные площади за равное время; то есть скорость изменения площади постоянна. См. Рисунок 4.
Рисунок 4. citeia.comТретий закон Кеплера, или закон периодов:
Для всех планет соотношение между кубом радиуса орбиты и квадратом ее периода постоянное. Большая ось эллипса, построенная в кубе и разделенная на период (время, необходимое для полного обращения), является одинаковой константой для разных планет.
Кинетическая энергия планеты уменьшается обратно пропорционально ее расстоянию от Солнца. См. Рисунок 5.
Закон всемирного тяготения, опубликованный в 1687 году Исааком Ньютоном, позволяет нам определить силу, с которой притягиваются два объекта с массой. Ньютон пришел к выводу, что:
- Тела привлекает сам факт наличия массы.
- Сила притяжения между телами заметна только тогда, когда хотя бы одно из взаимодействующих тел чрезвычайно велико, как планета.
- Существует взаимодействие на расстоянии, поэтому для действия силы притяжения необязательно, чтобы тела соприкасались.
- Гравитационное взаимодействие между двумя телами всегда проявляется как пара сил, равных по направлению и модулю, но в противоположном направлении.
Утверждение Закона всемирного тяготения
Сила притяжения между двумя массами прямо пропорциональна произведению масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния, которое их разделяет.
Сила притяжения имеет направление, которое совпадает с линией, соединяющей их [3]. См. Рисунок 6.
Константа пропорциональности G между величинами известна как универсальная постоянная гравитации. В международной системе это эквивалентно:
Постоянная универсальная формула гравитацииРисунок 6. citeia.comУпражнение 1. Определите силу, с которой тела на рисунке 7 притягиваются в вакууме.
Рисунок 7.citeia.comРешениеНа рисунке 8 изображены два тела массой m1 = 1000 кг и m2 = 80 кг, разделенные расстоянием 2 метра. Применяя универсальный закон всемирного тяготения, можно определить силу притяжения между ними, как показано на рисунке 8.
Рисунок 8. citeia.comВывод закона всемирного тяготения
Исходя из третьего закона Кеплера, который связывает радиус с периодом вращения планеты, центростремительное ускорение, испытываемое планетой, обратно пропорционально квадрату радиуса ее орбиты. Чтобы найти центростремительную силу, действующую на планету, используется второй закон Ньютона [], учитывающий центростремительное ускорение, которое она испытывает, выраженное как функция периода.
См. Рисунок 9.
Значение всемирной постоянной гравитации было определено Генри Кавендишем через много лет после установления закона тяготения Ньютона. Константа G считается «универсальной», поскольку ее значение одинаково везде в известной вселенной и не зависит от среды, в которой находятся объекты.
Упражнение 2. Определите массу планеты Земля, зная, что радиус составляет 6380 км.Рисунок 10. citeia.comРешениеТела, расположенные на поверхности Земли, притягиваются к ее центру, эта сила известна как вес тела (сила, с которой Земля притягивает его). С другой стороны, второй закон Ньютона можно применить, выразив вес тела как функцию силы тяжести, таким образом можно получить массу Земли, известную ее радиусом. См. Рисунок 11.
Рисунок 11. citeia.comПрименение закона всемирного тяготения
Закон всемирного тяготения полезен для объяснения орбиты комет, открытия других планет, приливов, движения спутников и других явлений.
Законы Ньютона точно выполняются, когда наблюдается, что какая-то звезда не подчиняется, это потому, что какая-то другая невидимая звезда нарушает движение, таким образом, существование планет было обнаружено по возмущениям, которые они производят на орбитах известных планет.
Спутники:
Спутник — это объект, который вращается вокруг другого более крупного объекта с большим гравитационным полем, например, у вас есть Луна, естественный спутник планеты Земля. Спутник испытывает центростремительное ускорение, потому что на него действует сила притяжения в гравитационном поле.
Упражнение 3. Определите скорость спутника, вращающегося вокруг Земли, на расстоянии 6870 км от центра Земли. См. Рисунок 12.
Рисунок 12 citeia.comРешениеИскусственные спутники удерживаются на орбите вокруг Земли из-за силы притяжения, которую Земля оказывает на них. Используя универсальный закон всемирного тяготения и второй закон Ньютона, можно определить скорость спутника.
См. Рисунок 13.
Каждая материальная частица притягивает любую другую материальную частицу с силой, прямо пропорциональной произведению масс обеих и обратно пропорциональной квадрату расстояния, которое их разделяет.
Гравитационное взаимодействие между двумя телами всегда проявляется как пара сил, равных по направлению и модулю, но в противоположном направлении.
Закон всемирного тяготения Ньютона позволяет нам определить силу, с которой два объекта с массой притягиваются, зная, что сила притяжения между двумя массами прямо пропорциональна произведению масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния, которое их разделяет. .
ССЫЛКИ[1] [2] [3]
Гравитация | Определение, физика и факты
гравитационная линза
Посмотреть все медиа
- Ключевые люди:
- Кип Торн Исаак Ньютон Галилео Джон Арчибальд Уилер Саймон Стевин
- Похожие темы:
- точка Лагранжа супергравитация масса Радиус Шварцшильда гравитационная аномалия
Просмотреть весь связанный контент →
гравитация , также называемая гравитацией , в механике универсальная сила притяжения, действующая между всей материей.
Понять концепцию гравитационной силы, используя теорию гравитации Ньютона
Посмотреть все видео к этой статье Работы Исаака Ньютона и Альберта Эйнштейна доминируют в развитии теории гравитации.
Классическая теория силы тяготения Ньютона господствовала с его 9 лет.0029 Principia
Запуск космических аппаратов и развитие исследований с их помощью привели к значительным улучшениям в измерениях гравитации вокруг Земли, других планет и Луны, а также в экспериментах по изучению природы гравитации.
Развитие теории гравитации
Ранние концепции
Ньютон утверждал, что движения небесных тел и свободное падение объектов на Земле определяются одной и той же силой. Классические греческие философы, с другой стороны, не считали, что небесные тела подвержены влиянию гравитации, поскольку наблюдалось, что тела следуют постоянно повторяющимся ненисходящим траекториям в небе.
Таким образом, Аристотель считал, что каждое небесное тело следует определенному «естественному» движению, не подверженному влиянию внешних причин или факторов. Аристотель также считал, что массивные земные объекты обладают естественной тенденцией двигаться к центру Земли. Эти аристотелевские концепции преобладали на протяжении столетий вместе с двумя другими: что тело, движущееся с постоянной скоростью, требует постоянной силы, действующей на него, и эта сила должна быть приложена посредством контакта, а не взаимодействия на расстоянии. Эти идеи в основном держались до 16 и начала 17 веков, тем самым препятствуя пониманию истинных принципов движения и препятствуя развитию представлений о всемирном тяготении. Этот тупик начал меняться с появлением нескольких научных работ, посвященных проблеме земного и небесного движения, которые, в свою очередь, подготовили почву для более поздней теории тяготения Ньютона.
Викторина «Британника»
Все об астрономии
Немецкий астроном XVII века Иоганн Кеплер принял аргумент Николая Коперника (который восходит к Аристарху Самосскому) о том, что планеты вращаются вокруг Солнца, а не Земли.
Используя улучшенные измерения движения планет, сделанные датским астрономом Тихо Браге в 16 веке, Кеплер описал планетарные орбиты с помощью простых геометрических и арифметических соотношений. Три количественных закона движения планет Кеплера таковы:
Планеты описывают эллиптические орбиты, один из фокусов которых занимает Солнце (фокус — это одна из двух точек внутри эллипса; любой луч, исходящий из одной из них, отражается от стороны эллипса и проходит через другой фокус) .
Линия, соединяющая планету с Солнцем, заметает равные площади за равные промежутки времени.
Квадрат периода обращения планеты пропорционален кубу ее среднего расстояния от Солнца.
В этот же период итальянский астроном и естествоиспытатель Галилео Галилей добился прогресса в понимании «естественного» движения и простого ускоренного движения земных объектов. Он понял, что тела, на которые не действуют силы, продолжают двигаться бесконечно и что сила необходима для изменения движения, а не для поддержания постоянного движения.
определение силы+гравитации по The Free Dictionary
Сила+гравитации — определение силы+тяготения по The Free Dictionary Сила+гравитации — определение силы+гравитации в The Free DictionaryСлово, не найденное в Словаре и Энциклопедии.
Пожалуйста, попробуйте слова отдельно:
сила из сила тяжести
Некоторые статьи, соответствующие вашему запросу:
Не можете найти то, что ищете? Попробуйте выполнить поиск по сайту Google или помогите нам улучшить его, отправив свое определение.
