Презентация, доклад Закон всемирного тяготения

ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ

НЬЮТОН (Newton) Исаак (1643–1727), английский математик, механик, астроном и физик, создатель классической механики, член (1672) и президент (с 1703) Лондонского королевского общества.

Исаак Ньютон похоронен в Вестминстерском аббатстве. Над его могилой высится памятник с бюстом и эпитафией «Здесь покоится сэр Исаак Ньютон, дворянин, который почти божественным разумом первый доказал с факелом математики движение планет, пути комет и приливы океанов. Он исследовал различие световых лучей и проявляющиеся при этом различные свойства цветов... Пусть смертные радуются, что существует такое украшение рода человеческого».

Ньютон смог объяснить движение тел в космическом пространстве с помощью закона всемирного тяготения.
Ньютон пришел к своей теории в результате многолетних исследований движения Луны и планет.

ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ

Если m1 и m2 – массы двух точечных тел, а r – расстояние между ними, то закон всемирного тяготения записывается в виде

где G = 6,67∙10–11 Н∙м2/кг2 – гравитационная постоянная.

ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ

ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ

Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.

ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ

Открыт Ньютоном в 1667 году на основе анализа движения планет (з-ны Кеплера) и, в частности, Луны. В этом же направлении работали Р.Гук (оспаривал приоритет) и Р.Боскович.

Закон справедлив для:

Однородных шаров.

Для материальных точек.


Для концентрических тел.

если одно тело большой шар , а другое находится вблизи него


Гравитационное взаимодействие существенно при взаимодействии тел большой массы.

Применение:

Закономерности движения планет и их спутников. Уточнены законы Кеплера.


Космонавтика. Расчет движения спутников

Силы тяготения или иначе гравитационные силы, действующие между двумя телами: - дальнодействующие; - для них не существует преград; - направлены вдоль прямой, соединяющей тела; - равны по величине; - противоположны по направлению.

Анализ закона:

Внимание!:

Закон не объясняет причин тяготения, а только устанавливает количественные закономерности.
В случае взаимодействия трех и более тел задачу о движении тел нельзя решить в общем виде. Требуется учитывать "возмущения", вызванные другими телами (открытие Нептуна Адамсом и Леверье в 1846 г. и Плутона в 1930).
В случае тел произвольной формы требуется суммировать взаимодействия между малыми частями каждого тела.

гравитационная постоянная

G - постоянная всемирного тяготения (гравитационная постоянная). Числовое значение зависит от выбора системы единиц.

гравитационная постоянная

Впервые прямые измерения гравитационной постоянной провел Г. Кавендиш с помощью крутильных весов в 1798 г.

Физический смысл гравитационной постоянной: гравитационная постоянная численно равна модулю силы тяготения, действующей между двумя точечными телами массой по 1 кг каждое, находящимися на расстоянии 1 м друг от друга.

гравитационная постоянная

ЭТО ИНТЕРЕСНО

Если изменить постоянную тяготения, скажем увеличить ее на 10 процентов, что произойдет?
Сократится радиус земной орбиты, увеличится количество тепла, поступающего на Землю от Солнца. Температура Земли, как показывают расчеты физиков, подскочит на 100 градусов. Резко изменится и угрожающе изменится климат/ В подобных условиях существование на Земле высокоорганизованной органической материи стало бы по-видимому, невозможным.
___

ЭТО ИНТЕРЕСНО

Земля отстоит от Солнца на 150 миллионов километров. Случайность?
Вовсе нет. Именно здесь центробежная сила (вращение Земли вокруг Солнца) уравновешивается силой притяжения.
Вот так ход планетам диктует постоянная тяготения, входящая в данный нам Ньютоном закон.

Пусть m1=m2=1 кг, R=1 м, тогда: G=F (численно).


То, что гравитационная постоянная очень мала показывает, что интенсивность гравитационного взаимодействия мала.

Ускорение, которое испытывает тело m, находящееся на расстоянии r от тела M, равно
В частности, ускорение свободного падения в поле Земли равно , где – масса Земли, r – расстояние до ее центра. Вблизи поверхности Земли ускорение свободного падения равно g = 9,8 м/с2. Сплюснутость Земли и ее вращение приводят к отличию силы тяжести на экваторе и возле полюсов: ускорение свободного падения в точке наблюдения может приближенно высчитываться по формуле g = 9,78 ∙ (1 + 0,0053 sin φ), где φ – широта этой точки.

УСЛОВИЯ ПРИМЕНИМОСТИ ЗАКОНА ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ

если размеры тел много меньше, чем расстояния между ними;
если оба тела шары и они однородны;
если одно тело большой шар , а другое находится вблизи него

Гравитационное взаимодействие ощутимо проявляется при взаимодействии тел большой массы.