Явление Всемирного тяготения. Приведите примеры проявления силы тяготения

Когда учитель проводит урок физики в школе, то он часто дает следующее задание ученикам: «Приведите примеры проявления силы тяготения». В данной статье рассмотрим, что собой представляет явление универсальной гравитации, а также покажем на примерах результат ее проявления.

Исаак Ньютон и его закон

Каждый школьник знаком с тремя законами Ньютона, которые используются для описания механического взаимодействия между телами и для изучения их движения. В данной же статье речь пойдет о законе гравитации, который также был открыт Исааком Ньютоном в конце XVII века. Не следует думать, что великий англичанин смог самостоятельно решить проблему вселенского масштаба. В действительности многие его предшественники догадывались о математической зависимости для определения силы взаимодействия между массивными телами. Заслуга же Ньютона состоит в систематизации и детальном анализе накопленного научного опыта, которые привели к появлению закона Всемирного 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.

Если в равенство для g подставить массу и радиус планеты, то получается g = 9,81 м/с².

Значение g не является постоянной величиной на Земле. В данной местности оно зависит от особенностей рельефа и наличия в земной коре полезных ископаемых и пустот. Тем не менее эти изменения составляют доли процента. С увеличением высоты g уменьшается, но даже на высоте 300-400 км оно изменяется всего на 5 %.

Примеры силы тяготения

Когда просят: «Приведите примеры проявления тяготения силы в земных условиях и в быту», то первое, что следует назвать, — это падение любых тел вниз. Независимо от того, бросают ли вверх тело, является ли оно тяжелым или легким, отпускают ли его на некоторой высоте, оно всегда падает на землю. Траектории падения могут быть параболическими или прямолинейными, что зависит от направления начальной скорости тела.

Другой класс примеров действия силы тяжести на Земле — это появление веса у всех тел, находящихся на опоре или подвешенных на нити, пружине и так далее. Например, стакан с водой, находящийся на столе, испытывает действие силы тяжести, с которой он давит на поверхность стола. Последняя реагирует, генерируя силу, направленную вверх, которая уравновешивает силу тяжести.

Примеры силы тяготения в космосе

Если учитель просит: «Приведите примеры проявления тяготения силы в космическом пространстве», то первым делом нужно назвать вращение нашей и других планет вокруг Солнца. Сила притяжения между звездой и ее планетами играет роль центростремительной силы, которая заставляет нашу Землю, Венеру, Марс и другие тела вращаться по некоторым замкнутым орбитам.

Сила притяжения проявляет себя также в том, что многие планеты имеют спутники, что галактики существуют как единые скопления и не рассыпаются на отдельные звезды.

Выполняя задание с формулировкой «приведите примеры проявления силы тяготения», следует упомянуть также об отклонении от прямолинейной траектории электромагнитных волн, когда они распространяются вблизи массивных космических объектов.

Урок физики по теме «Сила. Явление тяготения. Сила тяжести». 7-й класс

Цель урока: Дать понятие явления тяготения, сформировать понятие силы тяжести, объяснить причины ее возникновения, показать зависимость силы тяжести от массы тела и расстояния до центра планеты.

Задачи:

• Образовательные: сформировать представления о понятии «Явление тяготения. Сила тяжести». Раскрыть природу, изучить причину возникновения силы.
• Развивающие: развивать логическое мышление; применение технических приемов умственной деятельности: уточнения, углубления, осознания и упрочения знания, интерес к учению и исследовательским процессам., развивать умение выделять главное, аргументировать свой ответ, приводить примеры.
• Воспитывающие: воспитывать внимательность, сосредоточенность, настойчивость в достижение цели. Силы воли, любознательности, помочь учащимся увидеть практическую пользу знаний.

Планируемые образовательные результаты:

• предметные – знать и понимать смысл значения сила, объяснять значение сила тяжести и явления тяготения.
• метапредметные:
  • Регулятивные — ставить цель, оценивать свою работу; исправлять и объяснять свой ошибки.
  • Коммуникативные — вступать в диалог. Уметь слушать и слышать, выражать свои мысли, строить высказывания, участвовать в коллективном обсуждении проблем, учитывать позицию других.
  • Познавательные — анализировать учебную ситуацию; развивать операции мышления; ставить задачу на основе соотнесения того, что известно, смысловое чтение.
• Личностные: сформировать интерес и практические умения, самостоятельность в приобретении знаний о силе и силе тяжести, ценностное отношении друг к другу, к учителю, к результату обучения, развивать инициативу.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Формы работы учащихся: фронтальная, индивидуальная, работа в паре.

Методы и методические приемы:

беседа, объяснение материала с использованием презентации, выполнение экспериментов.

Оборудование: металлические шарики, ластики, теннисные шарики, пружина с грузами, штатив, шарик на нити с штативом, компьютер, медиапроектор.

Ход урока

1. Организационный момент

Учитель: Здравствуйте, ребята! Надеюсь, что наш урок пройдет интересно и увлекательно. Давайте посмотрим в глаза друг другу, мысленно пожелаем успеха на уроке и улыбнемся. Всем желаю успешно и плодотворно потрудиться!

Презентация.

2. Постановка цели и задач. Мотивация учебной деятельности

Учитель: Наш урок я начну с эпиграфа (эпиграф на доске):

Владея опытом естественных наук,
Изучим все, что есть в подлунном мире,
Тогда лишь станет ясным все вокруг,
И понимание человеческое шире.

Ребята, как вы думаете, почему именно с этого высказывания я решила начать сегодняшний урок?

Ребята: Изучая естественные науки (а физика – естественная наука) мы познаем мир, каждый день открывая для себя что-то новое.

Учитель: Правильно! Вот и сегодня мы с вами узнаем новое, но, прежде чем приступить к изучению новой темы мы с вами вспомним понятия и величины, которые вы уже знаете.

3. Актуализация знаний

Итак, мы продолжаем изучение раздела «Взаимодействие тел». Повторим важные моменты из данного раздела:

• Что мы подразумеваем под взаимодействием тел? (Действие одного тела на другое не может быть односторонним, оба тела действуют друг на друга, т.е. взаимодействуют)
• Приведите примеры взаимодействия тел.

А теперь ребята давайте ответим на вопросы теста:

1.Может ли тело само изменить свою скорость без действия на него других тел?
А. Может
Б. Не может
В. Иногда может

2. Изменение скорости тела происходит …
А. Без действия на него другого тела
Б. Пока действует на него другое тело
В. До того, как подействует на него другое тело

3. При взаимодействии двух тел…
А. Оба тела имеют одинаковую скорость.
Б. Большую скорость приобретает тело с большей массой
В. Большую скорость приобретает тело с меньшей массой

А теперь сделаем вывод: Что является причиной изменения скорости движения тел? (Сила)

Что объединяет картинки на слайде?

Все тела падают. Почему??? На них действует сила тяжести Земли.

Итак, тема нашего урока: «Сила. Явление тяготения. Сила тяжести.»

Запишите тему урока в своей рабочей тетради.

А теперь давайте сформулируем цель нашего урока:

• Познакомиться с физической величиной — силой.
• Рассмотреть природу одной из самых ярких сил в природе — силы тяжести.

4. Первичное усвоение новых знаний

Эксперимент 1. На столе перед вами машинка.

— Чему равна её скорость относительно стола?

— Почему она не движется? (На нее не действует сила)

— Что необходимо сделать, чтобы она изменила свою скорость? (приложить силу)

Давайте изменим ее скорость, ускорьте движение, замедлите, остановите. Под действием чего машина меняет свою скорость? (В результате действия на машину некоторой силы ее скорость изменяется)

Эксперимент 2. Как изменить направление скорости машины? Продемонстрируйте.

Сила — причина изменения скорости тел.

Часто не указывают, какое тело и как действовало на другое тело. Просто говорят, что на тело действует сила.

Эксперимент 3. Возьмите ластик и приложите к нему силу. Теперь приложите силу к кусочку пластилина. Что вы наблюдаете? Сила, действующая на тело, может не только изменить скорость всего тела, но и отдельных его частей. В таких случаях говорят, что тело деформируется. Деформация – это любое изменение формы и размера тела. Приведите примеры проявления деформации в жизни.

Эксперимент 4. Посмотрите на пружины, к которым подвешены грузы разной массы. Где пружина растянулась больше? Что вы можете сказать о силах, действующих на пружины? Разные по значению, могут быть больше или меньше. Сила является мерой взаимодействия тел. Вы знаете, что сила является причиной изменения скорости тела. Именно поэтому за единицу силы принята сила, которая за время 1 с изменяет скорость тела массой 1 кг на 1 м/с.

F – сила, измеряется в ньютонах (Н), в честь великого английского учёного 17 века Исаака Ньютона, внёсшего огромный вклад в развитие физики.

Сила – векторная величина. Что это означает?

Приложите силу к своей тетради. А почему они у вас двигаются по — разному? Результат действия силы на тело зависит от ее модуля, направления и точки приложения.

Графически силу обозначают в виде отрезка прямой со стрелочкой. Рассмотрим тело на поверхности стола. Изобразим силу, приложенную к телу (сделать рисунок в тетради).

Результат действия силы на тело зависит от ее модуля, направления и точки приложения.

Эксперимент 5. На нити висит шарик. Что произойдет, если нить перерезать? Почему?

Эксперимент 6. Возьмите теннисный шарик в руки и отпустите его, что произойдет?

Подбросьте его вверх. Почему он падает вниз? (действует притяжение Земли)

Что является причиной изменения скорости движения шарика в этих случаях? (Другое тело. Земля)

Вопрос: Приведите примеры, продемонстрируйте, когда скорость тела изменяется в результате действия Земли?

Учащиеся показывают падение ручек, карандашей и т.д.

С явлением тяготения каждый знаком с раннего детства. Приведите примеры такого явления (падение капель дождя; листьев с деревьев; течение воды в реках) Притяжение существует не только между Землей и телами, находящимися на ней. Все тела притягиваются друг к другу. Планеты солнечной системы, ИСЗ, приливы и отливы в морях и океанах (Земля и Луна)

Всемирным тяготением называют притяжение всех тел Вселенной друг к другу. Первым доказал и установил закон всемирного тяготения Исаак Ньютон. Согласно этому закону, силы притяжения между телами тем больше, чем больше массы этих тел. Силы притяжения между телами уменьшаются, если увеличивается расстояние между ними.

Особенно важное значение для всех тел, живущих на Земле, имеет сила тяжести.

Сила, с которой Земля притягивает к себе тело, называется силой тяжести. Fтяж – сила тяжести, всегда направлена вертикально вниз (сделать запись в тетради). Зарисовать в тетради.

Эксперимент 7. Возьмите в руки металлический шарик, а затем теннисный шарик. На какой шарик действует большая сила притяжения к Земле? (У которого масса больше.)

Значит, сила тяжести прямо пропорциональна массе этого тела. Во сколько раз масса одного тела больше массы другого, во столько же раз и сила тяжести, действующая на первое тело, больше силы тяжести, действующей на второе.

Благодаря силе тяжести облик нашей планеты непрерывно изменяется. Сходят с гор лавины, оползни и сели, движутся ледники, обрушиваются камнепады, выпадают дожди, текут реки с холмов на равнины, образуются водопады и т.д.

Все живые существа на Земле чувствуют ее притяжение. Растения также «чувствуют» действие и направление силы тяжести, из-за чего главный корень всегда растет вниз, к центру Земли, а стебель – вверх (геотропизм).

Как вы думаете, во всех ли точках на поверхности Земли на тело действует одинаковая сила тяжести?

Видео (Земной шар немного сплюснут у полюсов, значит, тела, расположенные около полюсов, расположены немного ближе к центру Земли. В связи с этим сила тяжести на полюсе немного больше, чем на экваторе или на других широтах.)

ЗАПИСЬ В ТЕТРАДИ:

Сила тяжести зависит:

1) от расстояния между центром Земли и телом;

2) от массы тела.

Первичная проверка понимания.

Есть вопрос!

1. Почему сила тяжести на полюсе немного больше, чем на экваторе? А на вершине горы несколько меньше, чем у ее подножия?

2. Почему тела, брошенные горизонтально, падают на землю?

3. Только ли к Земле притягиваются тела? Почему это не заметно?

4. Что является причиной изменения скорости тела?

5. Как называют изменение формы и размера тела?

6. От чего зависит результат действия силы на тело?

7. Какая сила вызывает образование камнепадов в горах?

8. Под действием какой силы брошенный горизонтально мяч падает на землю?

9. Что такое сила тяжести? Как она обозначается? В чем измеряется? Куда направленна сила тяжести?

10. Действует ли сила тяжести на летящего в воздухе воробья? на перышко, выпавшее из его крыла?

11. Действует ли сила тяжести на деревянный шар, плавающий на поверхности воды?

12. Почему подниматься по лестнице значительно тяжелее, чем спускаться?

5. Применение новых знаний

Ребята самостоятельно выполните тест, выписывая правильные ответы в строчку.

1. Что такое всемирное тяготение?
И) притяжение планет к солнцу
Б) притяжение планет друг к другу
Н) притяжение всех тел друг к другу
Г) притяжение всех тел к Земле

2. Как тяготение тел зависит от их массы?
Ю) не зависит
А) чем больше масса тел, тем их притяжение друг к другу меньше
Ь) чем больше массы тел, тем их притяжение сильнее
Е) здесь нет правильного ответа

3. Силой тяжести называют силу, с которой:
А) тело притягивает к себе Землю
Ю) тело притягивается Землёй
В) тело притягивается Солнцем
П) тело взаимодействует с другими телами

4. Какая сила вызывает приливы в морях и океанах Земли?
Е) сила атмосферного давления.
Т) сила тяготения.
В) сила давления воды на дно морей и океанов.
Н) здесь нет правильного ответа

5. Сила тяжести направлена:
М) вертикально вверх
О) вертикально вниз
А) влево
Г) вправо

6. Выберите правильное утверждение:
Н) сила тяжести прямо пропорциональна массе тела.
Б) сила тяжести не зависит от массы тела.
И) сила тяжести обратно пропорциональна массе тела.

Учитель: В ответе у вас получилась фамилия учёного. (НЬЮТОН)

Сообщение: Исаак Ньютон — английский математик, механик, астроном и физик, создатель классической механики, член (1672) и президент (с 1703) Лондонского королевского общества. Один из основоположников современной физики, сформулировал основные законы механики и был фактическим создателем единой физической программы описания всех физических явлений на базе механики, открыл ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ, объяснил движение планет вокруг Солнца и Луны вокруг Земли, а также приливы в океанах, заложил основы механики сплошных сред, акустики и физической оптики.

6. Домашнее задание

§.24, 25. Упр.9 стр.69

7. Рефлексия

• Какую цель мы ставили в начале урока?
• Достигли мы своей цели?

Оценим свою работу на сегодняшнем уроке. Прислушайтесь к себе, своему внутреннему состоянию и продолжите любое из предложений.

1. Я сегодня на уроке открыл для себя…

2. Мне понравилось на уроке то, что…

3. Я удовлетворён своей работой, потому что…

Учитель: Ребята, мне было очень приятно с вами сегодня поработать. Хочу вам открыть один секрет. Физики видят то, что видят все: предметы и явления. Они также, как и все восхищаются красотой и величием мира, но за этой всем доступной красотой им открывается еще одна красота – красота закономерностей в бесконечном разнообразии вещей и событий. Физику доступна редкая радость – понимать природу, и даже «беседовать» с ней. Мне хочется пожелать вам научиться понимать природу, и разговаривать с ней на одном языке.

ньютонов гравитации — Что вызывает гравитационную силу?

Я предполагаю, что вы упомянули магму, потому что считаете, что Земля должна иметь массу из-за чего-то, чтобы она притягивала что-то над/на своей поверхности. работа —

Подумайте о Земле в целом, с ее невероятным количеством воды, магмы, горных пород, всего, что вы можете себе представить, даже воздуха (иногда мы забываем, сколько на самом деле весил бы воздух, если бы мы могли каким-то образом положить его на весы).

), все это в целом даст вам огромную массу M, теперь вы можете подумать, что Земля — это не массивная не очень сферическая вещь, какой она является, а скорее отдельная точка с массой M и расположением где-то рядом с геометрическим центром земля, ( здесь вы можете думать, что Земля почти сферическая, и думать о том, где будет геометрический центр, и было бы не так уж плохо приблизить, где будет центр масс) , в любом случае, теперь вы будет другой точкой с массой m [ваша масса] и местоположением r, которое, как я предполагаю, отличается от центра Земли, иначе там было бы чертовски жарко.

С этими забавными абстракциями вы могли бы теперь понять с помощью старой ньютоновской физики, что каждая из них притягивает друг друга с силой, пропорциональной их массам (которая каким-то образом «исходит» от этих точечных частиц) и обратно пропорциональна их расстоянию. Вы заметили, что здесь что-то не так? Используя эту логику, по мере того, как вы будете приближаться к центру масс, гравитационное притяжение в основном станет бесконечным, общепринятые законы физики там нарушатся, но это выглядит вполне нормально, верно?

Хорошо, теперь давайте рассмотрим следующий мысленный эксперимент

Вы стоите на поверхности земли, ваша масса равна m, а ваш вес равен w_s.

Если бы вы могли двигаться к центру земли, что бы случилось с ваш вес?

«Ваш вес будет уменьшаться по мере продвижения к центру земной шар. Только та часть Земли, которая ближе к центру, чем ты способствуют вашему весу. По мере продвижения к центру Земля все меньше и меньше ближе к центру, чем вы, поэтому гравитационное поле ослабевает, и ваш вес уменьшается. (Ваш масса, однако, остается прежней.) В общем, гравитация также становится сильнее по мере приближения к центру массивного объекта, но оказывается что эффект меньшей массы ближе к центру, чем вы важнее. Точно в центре Земли гравитационное поле фактически равно нулю. [1]

Так что да, тут есть подвох, в реальной жизни планеты далеко не точечные массы, верно? если вы находитесь внутри земли (на расстоянии меньшем, чем расстояние от центра до поверхности), то по мере приближения к центру масс Земли вас все меньше и меньше массы «тянет» к центру масс, однако поскольку мы (люди) действительно не может быть так близко к центру масс Земли, мы используем, что сила, которую мы чувствуем из-за земной поверхности, равна f = ma, где m — ваша масса, а a = -g (ускорение свободного падения), которое мы вычисляем безопасно с «гравитационной силой притяжения между любыми двумя массами» вы можете увидеть, как здесь.

И здесь естественно заметить, что g рассчитывается как среднее «Ускорение свободного падения незначительно отличается от g в разных местах на Земле из-за вращения Земли, различий в распределении массы Земли и географического положения». Следовательно, стандартное значение g (…) часто используется, когда нет необходимости в высокой точности».

Сила гравитации вызывает (A) Приливы (B) Ни один из них (C) Движение Луны (D) Оба (a) и (c)

Сила гравитации вызывает

(A) Приливы

(B) Ни один из них

(C) Движение Луны

(D) Оба (a) и (c)

Ответ

Проверенный

3

3 k+ просмотров

Подсказка: Мы знаем, что гравитационная сила является типом центральной силы. Центральные силы — это те, которые не зависят от пути. Таким образом, гравитационная сила может действовать на больших расстояниях и не должна заботиться о промежуточной среде между двумя телами. Кроме того, следует помнить, что гравитационная сила всегда притягательна по своей природе. Кроме того, универсальный закон всемирного тяготения выполняется в любом месте во Вселенной.

Полный ответ:

Луна движется вокруг Земли по круговой орбите. Хотя на самом деле орбита не круговая, она эллиптическая. Всякий раз, когда тело движется по окружности, на него действует центростремительная сила, а при движении Луны вокруг Земли центростремительная сила обеспечивается силой тяжести. Итак, вариант С имеет место. Кроме того, приливы и океанские течения вызваны гравитационным притяжением Луны. Луна оказывает приливную силу, и благодаря этой приливной силе возникают приливы и отливы. Таким образом, вариант А также имеет место.

Итак, правильный вариант D.

Примечание: Приливная сила заставляет воду выпячиваться на той стороне, которая ближе всего к Луне, и стороне, которая дальше всего от Луны. Гравитационная сила прямо пропорциональна массам двух тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между двумя телами.