Тест: Механика — Физика 7 класс
Вопрос №
1
Перемещение – это:
векторная величина;
скалярная величина;
может быть и векторной и скалярной величиной;
правильного ответа нет.
Вопрос №
2
Перемещением движущейся точки называют…
…длину траектории;
пройденное расстояние от начальной точки траектории до конечной;
… направленный отрезок прямой, соединяющий начальное положение точки с его конечным;
…линию, которую описывает точка в заданной системе отсчета.
Вопрос №
3
При прямолинейном движении скорость материальной точки направлена:
туда же, куда направлено перемещение;
против направления перемещения;
Вопрос №
4
Физическая величина, равная отношению перемещения материальной точки к физически малому промежутку времени, в течение которого произошло это перемещение, называется
средней скоростью неравномерного движения материальной точки;
мгновенной скоростью материальной точки;
скоростью равномерного движения материальной точки.
Вопрос №
5
Ускорение – это:
физическая величина, равная отношению изменения скорости к тому промежутку времени, за который это изменение произошло;
физическая величина, равная отношению перемещения ко времени.
Вопрос №
6
Какие из величин (скорость, сила, ускорение, перемещение) при механическом движении всегда совпадают по направлению?
сила и ускорение;
сила и скорость;
сила и перемещение;
ускорение и перемещение.
Согласно закону Гука сила натяжения пружины при растягивании прямо пропорциональна
ее длине в свободном состоянии;
ее длине в натянутом состоянии;
разнице между длиной в натянутом и свободном состояниях;
сумме длин в натянутом и свободном состояниях.
Вопрос №
8
Вес тела:
свойство тела;
физическая величина;
Вопрос №
9
Сила тяготения — это сила обусловленная:
гравитационным взаимодействием;
электромагнитным взаимодействием;
и гравитационным, и электромагнитным взаимодействием.
Вопрос №
10
Вдоль границ соприкосновения тел направлены силы:
вязкого трения;
сухого трения;
и сухого, и вязкого трения.
Вопрос № 11
При сухом трении максимальная сила трения покоя:
больше силы трения скольжения;
меньше силы трения скольжения;
равна силе трения скольжения.
Вопрос №
12
Сила упругости направлена:
против смещения частиц при деформации;
по направлению смещения частиц при деформации;
о ее направлении нельзя ничего сказать.
Вопрос №
13
Какое или какие из нижеприведенных утверждений не справедливы?
II. График зависимости тела совершающего равномерное движение, в координатах (X; t) имеет вид линейной зависимости.
III. При равнозамедленном движении, величина тормозного пути определяется величиной начальной скорости и временем торможения.
IV. Период обращения определяет число оборотов за единицу времени.
V. Угловая скорость характеризует быстроту изменения угла поворота.
II и IV
Только V
III и V
II; III и IV
Вопрос №
14
Что называют механическим движением тела?
Всевозможные изменения, происходящие в окружающем мире.
Изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени.
Движение, при котором траектории всех точек тела абсолютно одинаковы.
Движение при котором за любые равные промежутки времени тело проходит одинаковые пути.
Вопрос №
15
Материальной точкой называется…
Жестко связанные тело отсчёта, система координат и часы
Тело, которое условно принимается за неподвижное и относительно которого определяется положение и движение других тел
Вопрос №
16
Можно ли считать материальной точкой?
Ворота гаража, в который въезжает автомобиль;
Луну, к которой стартует космическая ракета?
Землю, которая движется вокруг Солнца по своей орбите.
Вопрос №
17
Какое движение называется равномерным?
Всевозможные изменения, происходящие в окружающем мире.
Изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени.
Движение, при котором траектории всех точек тела абсолютно одинаковы.
Движение с постоянной по модулю и направлению скоростью.
Вопрос №
18
За первый час тело автомобиль проехал 40 км, за следующие 2 часа ещё 110 км. Найдите среднюю скорость движения автомобиля.
Вопрос №
19
Какое из нижеприведенных утверждений справедливо?
Материальная точка — это тело, размерами которого можно пренебречь.
При прямолинейном движении, возможна ситуация, при которой пройденный путь, будет больше соответствующего перемещения.
Единица измерения скорости выраженная через основные единицы СИ. является величина: км/ч
Вопрос №
20
От дома до школы расстояние 900 м. Этот путь ученик прошел за 15 мин. С какой средней скоростью шел ученик?
60 м/с
1 м/с
15 м/с
10 м/с
Вопрос №
21
Тело движется под действием постоянной по модулю и направлению силы. Выберите правильное утверждение.
Скорость тела не изменяется.
Тело движется с постоянным ускорением.
Тело движется равномерно.
Тело движется по окружности.
Вопрос №
22
Сила тяготения — это сила обусловленная:
электромагнитным взаимодействием;
и гравитационным, и электромагнитным взаимодействием.
Вопрос №
23
Третий закон Ньютона описывает:
действие одного тела на другое;
действие одной материальной точки на другую;
взаимодействие двух материальных точек.
Вопрос №
24
При действии силы в 8Н тело движется с ускорением 4м/с2. Чему равна его масса?
Введите ответ:
Вопрос №
25
Закон всемирного тяготения позволяет рассчитать силу взаимодействия двух тел, если
тела являются телами Солнечной системы;
массы тел одинаковы;
известны массы тел и расстояние между их центрами;
известны массы тел и расстояние между ними, которое много больше размеров тел.
Вопрос №
26
При скольжении бруска массой 5кг по горизонтальной поверхности сила трения равна 10Н.
Чему равен коэффициент трения скольжения для этой пары тел?
Введите ответ:
Вопрос №
27
Расстояние между центрами двух шаров равно 1м, масса каждого шара 1 кг. Сила всемирного тяготения между ними примерно равна
Введите ответ:
Вопрос №
28
Утверждение о том, что импульсы замкнутой системы тел не изменяются, является:
необоснованным;
физическим законом;
вымыслом;
затрудняюсь что-либо сказать по этому поводу.
Вопрос №
29
Траектория движения материальной точки — это …
линия, указывающая направление движения точки;
длина вектора перемещения точки;
вектор, соединяющий начальную и конечную точки пути;
линия, описываемая точкой в пространстве при ее движениии.
Вопрос №
30
Сохранение скорости движения при отсутствии внешний воздействий или их колебаний
взаимодействие;
инерция;
механическое движение;
изменение ускорения
Вопрос №
31
Наибольшее смещение тела от положения равновесия
материальная точка;
колебания;
амплитуда;
перемещение.
Вопрос №
32
Раздел физики,изучающий механическое движение
механика;
молекулярная физика;
оптика
Вопрос №
33
Упругие волны с частотами ниже области слышимых человеком частот, то есть с частотой ниже 16 Гц.
Источники таких волн достаточно большой интенсивности – грозовые разряды, землетрясения, работающие двигатели самолетов
звук;
ультразвук;
инфразвук;
тон;
высота.
Вопрос №
34
Часть физики, изучающая закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение
механика;
динамика;
кинематика;
механические колебания и волны
Вопрос №
35
Отсутствие давления на подставку тела, расположенного на ней, или на подвес
сила;
вес;
невесомость;
движение;
вакуум.
Вопрос №
36
Изменение формы или размеров тела
деформация;
движение;
невесомость;
инерция.
Вопрос №
37
Величина, которая равна произведению массы тела на скорость этого тела
вес;
ускорение;
сила;
импульс.
Вопрос №
38
Прибор для измерения силы.
весы;
динамометр;
часы;
силометр.
Вопрос №
39
Сила трения скольжения всегда… силы трения качения.
равна;
меньше;
больше;
затрудняюсь ответить.
Вопрос №
40
Что является причиной возникновения силы трения?
сила тяги
сила притяжения
неровность поверхности
сила тяжести
Вопрос №
41
Сила, возникающая при деформировании тела
сила трения
сила тяжести
сила упругости
гравитационная сила
Вопрос №
42
Сила является мерой
механического движения
деформации тела
взаимодействия
Вопрос №
43
Еденица измерения силы в системе СИ
1 м
1 Дж
1 Н
1 м/с
1 кг/м
Вопрос №
44
Чьи законы лежат в основе динамики?
Михаил Васильевич Ломоносов
Роберт Гук
Альберт Эйнштейн
Исаак Ньютон
Вопрос №
45
Физическая величина определяющая быстроту изменения скорости тела?
сила
масса
ускорение
перемещение
Вопрос №
46
Какому физическому явлению соответствует пример: кипение воды
механическое явление
оптическое явление
тепловое явление
звуковое явление
Вопрос №
47
Какому физическому явлению соответствует пример: радуга
тепловое явление
механическое явление
оптическое явление
звуковое явление
электрическое явление
Вопрос №
48
В каких системах отсчёта выполняются все три закона механики Ньютона?
Только в инерциальных системах
Только в неинерциальных системах
В инерциальных и неинерциальных системах
В любых системах отсчёта
Вопрос №
49
Какая из величин: масса или сила — векторная?
Только масса
Только сила
Сила и масса
Вопрос №
50
1 закон Ньютона формулируется так:
Существуют такие системы отсчёта, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела
Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе
Силы, два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению
Вопрос №
51
Под действием силы 20 Н тело движется с ускорением 5 м/с2.
Какова масса тела?
0,25 кг
может быть любая
100 кг
4 кг
Вопрос №
52
3 закон Ньютона формулируется так:
Силы, два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению
Существуют такие системы отсчёта, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела
Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе
Вопрос №
53
Тело массой 4 кг движется со скоростью 3 м/с. Каков импульс тела?
0,75 кг* м/с
12 кг*м/с
1,33 кг* м/с
Вопрос №
54
В каких единицах измеряется импульс в Международной системе?
Н
кг
кг*м/с
Дж
Вопрос №
55
Бревно плывет по реке, оно покоится относительно
воды
берега
пристани
обгоняющего теплохода
плывущей навстречу лодке
Вопрос №
56
Реактивным движением в животном мире пользуются:
медузы
молюски
птицы
млекопитающие
Вопрос №
57
Среди растений реактивное движение встречается у :
созревших плодов спокойного огурца
созревших плодов морского огурца
созревших плодов зелёного огурца
созревших плодов бешеного огурца
Вопрос №
58
Примеры реактивного движения тел:
Реактивные самолеты
Велосипеды
Парусники
Электромобили
Вопрос №
59
Почему воздушный шарик движется противоположно струе выходящего из него сжатого воздуха?
По закону сохранения импульса шарик обладает таким же по модулю, но противоположным по направлению импульсом.
В воздухе есть молекулы воды(пар), который влияет на направление струи воздуха из шарика.
Это происходит потому, что воздух внутри шарика сжат.
Движущийся воздух обладает некоторым ускорением для шарика.
Вопрос №
60
Кем была выдвинута идея использования ракет для космических полётов?
М. В. Ломоносов
И. Ньютон
К. Э. Циолковский
Д. И. Менделеев
Вопрос №
61
Какое из перечисленных движений равномерное?
Движение Земли вокруг своей оси
Движение маятника в часах
Движение автомобиля при торможении
Вопрос №
62
Какое движение называют равномерным?
Движение, при котором тело за любые равные промежутки времени проходит равные пути
Движение, при котором тело движется так, что его траектория-прямая линия
Движение, при котором тело в равные промежутки времени проходит разные пути
Вопрос №
63
Какова основная единица скорости в СИ?
м/с
дм/с
км/ч
см/м
см/с
Вопрос №
64
Какие величины называют векторными?
Это величины, которые характеризуются только числовым значением
Это величины, которые кроме числового значения имеют ещё и направление
Это величины, у которых можно определить среднюю скорость
Вопрос №
65
Что мешает в обычных условиях телам двигаться свободно
скорость движения;
ускорение;
сила;
давление воздуха;
сопротивление воздуха
Вопрос №
66
К какому виду движения относится свободное падение
раномерное движение;
равноускоренное движение;
криволинейное движение;
колебательное движение
Вопрос №
67
Раздел физики изучающие звуки
механика;
акустика;
колебания и волны
Вопрос №
68
Как называются колебания тел под действием внешних периодически меняющихся сил
свободные колебания
гармонические колебания
затухающие колебания
вынужденные колебания
Вопрос №
69
Число полных колебаний, совершаемых в данной точке в единицу времени
период колебаний
частота колебаний
амплитуда колебаний
скорость
1.
Перемещение – это: 1)векторная величина; 2) скалярная величина; 3) может быть и векторной и…правильного ответа нет. 2. Перемещением движущейся точки называют… 1) …длину траектории; 2) пройденное расстояние от начальной точки траектории до конечной; 3)… направленный отрезок прямой, соединяющий начальное положение точки с его конечным; 4) …линию, которую описывает точка в заданной системе отсчета. 3. Ускорение – это: 1) физическая величина, равная отношению изменения скорости к тому промежутку времени, за который это изменение произошло; 2) физическая величина, равная отношению изменения скорости к тому физически малому промежутку времени, за которое это изменение произошло; 3) физическая величина, равная отношению перемещения ко времени. 4. Локомотив разгоняется до скорости 20м/с, двигаясь по прямой с ускорением 5м/с 2 . Начальная скорость его равна нулю. Сколько времени длится разгон? 1) 0,25с; 2) 2с; 3) 100 с; 4) 4с. 5.Какие силы в механике сохраняют свое значение при переходе из одной инерциальной системы в другую? 1) силы тяготения, трения, упругости; 2) только сила тяготения; 3) только сила упругости; 4) только сила трения.
6. Равнодействующая сила – это: 1) сила, действие которой заменяет действие всех сил, действующих на тело; 2) сила, заменяющая действие сил, с которыми взаимодействуют тела. 7.Согласно закону Гука сила натяжения пружины при растягивании прямо пропорциональна 1) ее длине в свободном состоянии; 2) ее длине в натянутом состоянии; 3) разнице между длиной в натянутом и свободном состояниях; 4) сумме длин в натянутом и свободном состояниях. 8. Спортсмен совершает прыжок с шестом. Сила тяжести действует на спортсмена 1)только в течение того времени, когда он соприкасается с поверхностью Земли; 2) только в течение того времени, когда он сгибает шест в начале прыжка; 3) только в течение того времени, когда он падает вниз после преодоления планки; 4) во всех этих случаях. 9. Вес тела: 1) свойство тела; 2) физическая величина; 3) физическое явление. 10.Сила тяготения — это сила обусловленная: 1) гравитационным взаимодействием; 2) электромагнитным взаимодействием; 3) и гравитационным, и электромагнитным взаимодействием.
11. Товарный вагон, движущийся по горизонтальному пути с небольшой скоростью, сталкивается с другим вагоном и останавливается. При этом пружина буфера сжимается. Какое из перечисленных ниже преобразований энергии наряду с другими происходит в этом процессе? 1) кинетическая энергия вагона преобразуется в потенциальную энергию пружины; 2) кинетическая энергия вагона преобразуется в его потенциальную энергию; 3) потенциальная энергия пружины преобразуется в ее кинетическую энергию; 4) внутренняя энергия пружины преобразуется в кинетическую энергию вагона. 12. Кинетическая энергия тела 8 Дж, а величина импульса 4 Н·с, Масса тела равна… 1)0,5кг; 2) 1 кг; 3) 2 кг; 4) 32 кг. Часть 2 1. Свободно падающее тело прошло последние 30 м за 0,5 с. Найдите высоту падения. 2. Определите удлинение пружины, если на нее действует сила 10 Н, а коэффициент жесткости 500 Н/м. 3. Автомобиль массой 4 т движется в гору с ускорением 0,2 м/с 2 . Найдите силу тяги, если уклон равен 0,02, а коэффициент сопротивления 0,04.
6.5 Универсальный закон всемирного тяготения Ньютона – Колледж физики
Глава 6 Равномерное круговое движение и гравитация
Резюме
- Объясните гравитационную силу Земли.
- Опишите гравитационное воздействие Луны на Землю.
- Обсудить невесомость в космосе.
- Изучить эксперимент Кавендиша
Что общего у ноющих ног, падающего яблока и орбиты Луны? Каждая из них вызвана силой гравитации. Наши ноги напряжены, поддерживая наш вес — силу земного притяжения, действующую на нас. Яблоко падает с дерева из-за той же силы, действующей на высоте нескольких метров над поверхностью Земли. А Луна вращается вокруг Земли потому, что гравитация способна обеспечить необходимую центростремительную силу на расстоянии сотен миллионов метров. На самом деле одна и та же сила заставляет планеты вращаться вокруг Солнца, звезды — вокруг центра галактики, а галактики — группироваться вместе.
Гравитация — еще один пример лежащей в основе простоты природы. Это самая слабая из четырех основных сил, встречающихся в природе, и в некотором смысле наименее изученная. Это сила, действующая на расстоянии, без физического контакта, и выражается формулой, действующей повсюду во Вселенной, для масс и расстояний, которые варьируются от крошечных до огромных.
Сэр Исаак Ньютон был первым ученым, который точно определил гравитационную силу и показал, что она может объяснить как падающие тела, так и астрономические движения. См. рис. 1. Но Ньютон был не первым, кто заподозрил, что одна и та же сила вызывает и наш вес, и движение планет. Его предшественник Галилео Галилей утверждал, что падающие тела и движение планет имеют одну и ту же причину. Некоторые из современников Ньютона, такие как Роберт Гук, Кристофер Рен и Эдмунд Галлей, также добились определенного прогресса в понимании гравитации. Но Ньютон первым предложил точную математическую форму и с помощью этой формы показал, что движение небесных тел должно представлять собой конические сечения — окружности, эллипсы, параболы и гиперболы.
Это теоретическое предсказание было большим триумфом — уже некоторое время было известно, что луны, планеты и кометы следуют по таким путям, но никто не мог предложить механизм, который заставлял бы их следовать именно по этим путям, а не по другим.
Гравитационная сила относительно проста. Она всегда притягательна и зависит только от вовлеченных масс и расстояния между ними. Говоря современным языком, универсальный закон тяготения Ньютона утверждает, что каждая частица во Вселенной притягивает любую другую частицу с силой вдоль линии, соединяющей их. Сила прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Рис. 2. Гравитационное притяжение происходит вдоль линии, соединяющей центры масс этих двух тел. Величина силы одинакова на каждом из них, что соответствует третьему закону Ньютона.ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ О НЕПРАВИЛЬНОМ КОНЦЕПЦИИ
Величина силы, действующей на каждый объект (один имеет большую массу, чем другой), одинакова, что соответствует третьему закону Ньютона.
Тела, с которыми мы имеем дело, имеют тенденцию быть большими. Для упрощения ситуации предположим, что тело ведет себя так, как будто вся его масса сосредоточена в одной определенной точке, называемой 92}.
[/латекс]
Это ожидаемое значение и не зависит от массы тела . Закон всемирного тяготения Ньютона продвигает наблюдение Галилея о том, что все массы падают с одинаковым ускорением, на шаг дальше, объясняя наблюдение с точки зрения силы, которая заставляет объекты падать, — фактически с точки зрения универсально существующей силы притяжения между массами.
ДОМАШНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
Возьмите шарик, шарик и ложку и бросьте их с одной высоты. Они падают на пол одновременно? Если вы также уроните лист бумаги, будет ли он вести себя как другие предметы? Объясните свои наблюдения.
УСТАНОВЛЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ
Все еще предпринимаются попытки понять силу гравитации. Как мы увидим в главе 33 «Физика элементарных частиц», современная физика исследует связи гравитации с другими силами, пространством и временем.
Общая теория относительности меняет наш взгляд на гравитацию, заставляя нас думать о гравитации как о искривлении пространства и времени.
В следующем примере мы проводим сравнение, подобное тому, которое сделал сам Ньютон. Он отметил, что если сила гравитации заставляет Луну вращаться вокруг Земли, то ускорение свободного падения должно равняться центростремительному ускорению Луны на ее орбите. Ньютон обнаружил, что два ускорения совпадают «почти почти».
Пример 1. Сила тяготения Земли представляет собой центростремительную силу, заставляющую Луну двигаться по криволинейной траектории
(a) Найдите ускорение силы тяжести Земли на расстоянии от Луны.
(b) Рассчитайте центростремительное ускорение, необходимое для удержания Луны на своей орбите (предполагается, что она движется по круговой орбите вокруг неподвижной Земли), и сравните его с только что найденным значением ускорения под действием силы тяжести Земли.
Стратегия для (a)
Этот расчет аналогичен расчету ускорения силы тяжести на поверхности Земли, за исключением того, что [latex]{r}[/latex] — это расстояние от центра Земли до центр Луны.
8\text{м}}.[/латекс] 92},[/latex]
, где [latex]{\omega}[/latex] — угловая скорость Луны относительно Земли.
Решение для (b)
Учитывая, что период (время, необходимое для совершения одного полного оборота) орбиты Луны составляет 27,3 дня, (d) и используя
[latex]{1\text{ d }\times24}[/latex] [латекс]{\frac{\text{hr}}{\textbf{d}}}[/latex] [латекс]{\times\:60}[/latex] [латекс] {\ frac {\ text {мин}} {\ text {ч}}} [/ латекс] [латекс] {\ раз \: 60} [/ латекс] [латекс] {\ гидроразрыва {\ текст {s}} { \text{мин}}}[/латекс] [латекс]{=86 400\текст{ с}}[/латекс] 92} \end{array}[/latex]
Ускорение направлено к центру Земли.
Обсуждение
Центростремительное ускорение Луны, найденное в (b), отличается менее чем на 1% от ускорения силы тяжести Земли, найденного в (a). Это согласие является приблизительным, потому что орбита Луны слегка эллиптическая, а Земля не является стационарной (скорее, система Земля-Луна вращается вокруг своего центра масс, который расположен примерно на 1700 км ниже поверхности Земли).
Явный вывод состоит в том, что гравитационная сила Земли заставляет Луну вращаться вокруг Земли.
Почему Земля не остается неподвижной, когда Луна вращается вокруг нее? Это связано с тем, что, как и ожидалось из третьего закона Ньютона, если Земля воздействует на Луну, то Луна должна оказывать на Землю равную и противоположную силу (см. рис. 4). Мы не ощущаем влияние Луны на движение Земли, потому что гравитация Луны перемещает наши тела вместе с Землей, но на Земле есть и другие признаки, которые ясно показывают влияние гравитационной силы Луны, как обсуждалось в главе 6.6 Спутники и законы Кеплера. Аргумент в пользу простоты.
Рис. 4. (a) Земля и Луна вращаются примерно раз в месяц вокруг своего общего центра масс. (b) Их центр масс вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите, но путь Земли вокруг Солнца имеет «изгибы». Подобные колебания на траекториях звезд наблюдались и считаются прямым свидетельством того, что планеты вращаются вокруг этих звезд.
Это важно, потому что отраженный свет планет часто слишком тусклый, чтобы его можно было наблюдать. Океанские приливы — один из хорошо наблюдаемых результатов гравитации Луны, действующей на Землю. Рисунок 5 представляет собой упрощенный рисунок положения Луны относительно приливов. Поскольку вода легко течет по поверхности Земли, прилив создается на стороне Земли, ближайшей к Луне, где гравитационное притяжение Луны сильнее всего. Почему на противоположной стороне Земли также бывает прилив? Ответ заключается в том, что Земля притягивается к Луне больше, чем вода на дальней стороне, потому что Земля ближе к Луне. Таким образом, вода на стороне Земли, ближайшей к Луне, отрывается от Земли, а Земля отрывается от воды на дальней стороне. Когда Земля вращается, приливная выпуклость (воздействие приливных сил между вращающимся вокруг естественным спутником и основной планетой, вокруг которой он вращается) сохраняет свою ориентацию относительно Луны. Таким образом, в день бывает два прилива (фактический период прилива составляет около 12 часов 25,2 минуты, потому что Луна также движется по своей орбите каждый день).
Солнце также влияет на приливы, хотя его влияние примерно вдвое меньше, чем у Луны. Однако самые большие приливы, называемые весенними приливами, происходят, когда Земля, Луна и Солнце выстраиваются на одной линии. Наименьшие приливы, называемые приливами, происходят, когда Солнце находится в [латексном]{9{\circ}}[/latex] угол выравнивания Земля-Луна.
Рисунок 6. (a, b) Весенние приливы: самые высокие приливы возникают, когда Земля, Луна и Солнце выстраиваются на одной линии. (c) Квадрийский прилив: Самые низкие приливы возникают, когда Солнце находится в точке 90 0 относительно линии Земля-Луна.
Обратите внимание, что этот рисунок выполнен не в масштабе.
Приливы и отливы характерны не только для Земли, но и для многих астрономических систем. Самые экстремальные приливы возникают там, где гравитационная сила наиболее сильна и изменяется наиболее быстро, например вблизи черных дыр (см. рис. 7). В нашей галактике наблюдалось несколько вероятных кандидатов в черные дыры. Они имеют массу больше, чем у Солнца, но имеют диаметр всего несколько километров в поперечнике. Приливные силы вблизи них настолько велики, что могут фактически оторвать материю от звезды-компаньона.
Рис. 7. Черная дыра — это объект с такой сильной гравитацией, что даже свет не может покинуть его. Эта черная дыра была создана сверхновой одной звезды в двухзвездной системе. Приливные силы, создаваемые черной дырой, настолько велики, что отрывают материю от звезды-компаньона. Это вещество сжимается и нагревается по мере того, как оно всасывается в черную дыру, создавая свет и рентгеновские лучи, наблюдаемые с Земли.
В отличие от огромной гравитационной силы вблизи черных дыр существует явное гравитационное поле, с которым сталкиваются астронавты на орбите Земли. Как действует «невесомость» на космонавта, который месяцами находится на орбите? Или как насчет влияния невесомости на рост растений? Невесомость не означает, что на космонавта не действует гравитационная сила. На орбите космонавта нет «невесомости». Этот термин просто означает, что космонавт находится в свободном падении, ускоряясь с ускорением за счет силы тяжести. Если трос лифта порвется, пассажиры внутри окажутся в свободном падении и ощутят невесомость. Вы можете испытывать короткие периоды невесомости на некоторых аттракционах в парках развлечений.
Рис. 8. Астронавты испытывают невесомость на борту Международной космической станции. (кредит: НАСА) Микрогравитация относится к среде, в которой кажущееся результирующее ускорение тела мало по сравнению с ускорением, создаваемым Землей на ее поверхности.
Многие интересные темы биологии и физики были изучены за последние три десятилетия в условиях микрогравитации. Непосредственное беспокойство вызывает влияние на астронавтов длительного пребывания в открытом космосе, например, на Международной космической станции. Исследователи заметили, что в такой среде мышцы атрофируются (истощаются). Существует также соответствующая потеря костной массы. Продолжаются исследования адаптации сердечно-сосудистой системы к космическому полету. На Земле кровяное давление обычно выше в ногах, чем в голове, потому что более высокий столб крови оказывает на него нисходящую силу из-за гравитации. Когда вы стоите, 70% вашей крови находится ниже уровня сердца, а в горизонтальном положении происходит прямо противоположное. Какое значение имеет отсутствие этого перепада давления для сердца?
Некоторые открытия в области физиологии человека в космосе могут иметь клиническое значение для лечения заболеваний на Земле. С другой стороны, известно, что космический полет влияет на иммунную систему человека, что, возможно, делает членов экипажа более уязвимыми к инфекционным заболеваниям.
Эксперименты в космосе также показали, что некоторые бактерии растут быстрее в условиях микрогравитации, чем на Земле. Тем не менее, исследования показывают, что производство микробных антибиотиков может увеличиться в два раза в культурах, выращенных в космосе. Можно надеяться, что удастся понять эти механизмы, чтобы можно было добиться аналогичных успехов на местах. В другой области физических космических исследований в космическом пространстве были выращены неорганические кристаллы и белковые кристаллы, которые имеют гораздо более высокое качество, чем любые, выращенные на Земле, поэтому кристаллографические исследования их структуры могут дать гораздо лучшие результаты.
Растения эволюционировали под воздействием силы тяжести и с помощью датчиков силы тяжести. Корни растут вниз, а побеги растут вверх. Растения могли бы обеспечить систему жизнеобеспечения для длительных космических миссий, восстанавливая атмосферу, очищая воду и производя пищу. Некоторые исследования показали, что гравитация не влияет на рост и развитие растений, но все еще существует неопределенность в отношении структурных изменений растений, выращенных в условиях микрогравитации.
Как отмечалось ранее, универсальная гравитационная постоянная [латекс]{G}[/латекс] определяется экспериментально. Это определение впервые дал Генри Кавендиш (1731–1810), английский ученый, в 179 г.8, более чем через 100 лет после того, как Ньютон опубликовал свой универсальный закон всемирного тяготения. Измерение [латекса]{G}[/латекса] очень простое и важное, поскольку оно определяет силу одной из четырех сил в природе. Эксперимент Кавендиша был очень сложным, потому что он измерил крошечное гравитационное притяжение между двумя массами обычного размера (не более десятков килограммов), используя прибор, подобный показанному на рис. 9. Примечательно, что его значение для [латекс]{G}[/латекс] отличается менее чем на 1% от лучшего современного значения. 92}{G}}.[/латекс]
Таким образом, [латекс]{M}[/латекс] можно рассчитать, поскольку все величины справа, включая радиус Земли [латекс]{r},[/латекс], известны из прямых измерений. В главе 6.6 «Спутники и законы Кеплера: аргумент в пользу простоты» мы увидим, что знание [латекс]{G}[/латекс] также позволяет определять астрономические массы.
Интересно, что из всех фундаментальных констант в физике [латекс]{G}[/латекс] определен наименее точно.
Эксперимент Кавендиша также используется для изучения других аспектов гравитации. Один из самых интересных вопросов заключается в том, зависит ли сила гравитации от вещества, а также от массы — например, оказывает ли один килограмм свинца такое же гравитационное притяжение, как один килограмм воды. Венгерский ученый по имени Роланд фон Этвёш начал это исследование в начале 20-го века. Он обнаружил с точностью до пяти частей на миллиард, что гравитационная сила не зависит от вещества. Такие эксперименты продолжаются и сегодня, и они улучшили измерения Этвеша. Эксперименты типа Кавендиша, такие как эксперименты Эрика Адельбергера и других в Вашингтонском университете, также наложили серьезные ограничения на возможность существования пятого взаимодействия и подтвердили главное предсказание общей теории относительности — гравитационная энергия вносит свой вклад в массу покоя. В текущих измерениях используются крутильные весы и параллельная пластина (а не сферы, как использовал Кавендиш), чтобы изучить, как закон тяготения Ньютона работает на субмиллиметровых расстояниях.
Отклоняются ли гравитационные эффекты от закона обратных квадратов на таком мелком масштабе? Пока никаких отклонений не наблюдается.
- Универсальный закон тяготения Ньютона: Каждая частица во Вселенной притягивает любую другую частицу с силой вдоль линии, соединяющей их. Сила прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. В форме уравнения это 92}[/латекс]
- Закон всемирного тяготения Ньютона применим повсеместно.
- гравитационная постоянная, G
- коэффициент пропорциональности, используемый в уравнении универсального закона всемирного тяготения Ньютона; это универсальная константа, то есть считается, что она одинакова во всей вселенной
- центр масс 90 230 точка, в которой, как считается, сосредоточена вся масса объекта
- микрогравитация
- среда, в которой кажущееся результирующее ускорение тела мало по сравнению с ускорением, создаваемым Землей на ее поверхности
- Закон всемирного тяготения Ньютона
- каждая частица во Вселенной притягивает любую другую частицу с силой вдоль соединяющей их линии; сила прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними
Самый быстрый словарь в мире | Vocabulary.
comПЕРЕЙТИ К СОДЕРЖАНИЮ
гравитационное притяжение сила притяжения между всеми массами во вселенной
гравитационное взаимодействие слабое взаимодействие между частицами, возникающее из-за их массы; через гравитоны
гравитационная теория (физика) теория о том, что любые две материальные частицы притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними
гравитационная сила сила притяжения между всеми массами во вселенной
условная реакция Приобретенная реакция, находящаяся под контролем раздражителя
профессиональное образование подготовка по определенной профессии в промышленности, сельском хозяйстве или торговле
гравитационная постоянная (физика) универсальная постоянная, связывающая силу с массой и расстоянием в законе тяготения Ньютона
грамматическая конструкция группа слов, образующих составную часть предложения и рассматриваемая как единое целое
условное отношение логическое отношение между предложениями p и q в форме «если p, то q»; если p истинно, то q не может быть ложным
77″>условная реакция приобретенная реакция, находящаяся под контролем раздражителя
