Лекция «Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле. Сила тяжести. Вес. Способы измерения массы тела. Силы в механике»
Одна из важнейших в природе сил — сила гравитации или сила тяготения. Она действует на все тела во Вселенной.
Впервые к выводу о существовании сил всемирного тяготения пришёл Ньютон, когда изучал движение Луны вокруг Земли и планет Солнечной системы вокруг Солнца. Он открыл закон всемирного тяготения, т. е. формулу для расчёта силы гравитационного взаимодействия.
Закон всемирного тяготения гласит:
Сила взаимного притяжения двух тел прямо пропорциональна произведению масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Условия применимости закона всемирного тяготения:
1. Если размеры тел пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием между ними.
2. Если оба тела однородны и имеют шарообразную форму.
3. Если одно из тел — шар, размеры и масса которого значительно больше, чем у второго тела (любой формы), находящегося на поверхности этого шара или вблизи неё.
Гравитационное поле – это расстояние, в пределах которого осуществляется гравитационное взаимодействие между объектами во Вселенной. Чем больше масса объекта, тем сильнее его гравитационное поле – тем ощутимее его воздействие на другие физические тела в пределах определенного пространства.
Сила тяжести – это сила, с которой Земля притягивает тело, находящееся на её поверхности или вблизи этой поверхности.
Сила тяжести направлена вертикально вниз и вычисляется по формуле: F = mg, где
Вес тела – это сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или растягивает подвес. Обозначается буквой Р.
Вес тела является частным случаем проявление силы упругости и зависит от ускорения, с которым движется опора.
Если ускорение а = 0, то вес равен силе, с которой тело притягивается к Земле.
Если ускорение а ≠ 0, то вес Р = mg + ma.
Если тело падает свободно или движется с ускорением свободного падения, т.е. а = g, то вес тела равен 0. Состояние тела, в котором его вес равен нулю, называется невесомостью.
Тест по теме «Сила тяжести. Вес тела. Сила всемирного тяготения»
1. С какой силой притягивает Землю шар массой 10 кг, если масса Земли 6∙10 24 кг?
А. 6∙10 25 Н.
Б. 100 Н.
В. 10 Н.
Г. 1 Н.
2. Чему равен вес человека массой 50 кг, который поднимается в лифте с ускорением 2 м/с2?
А. 600 Н.
Б. 500 Н.
В. 400 Н.
Г. 50 Н.
3. При движении лифта вверх с ускорением, направленным вниз, сила упругости, действующая на пассажира со стороны пола лифта, по третьему закону Ньютона…
А) больше силы упругости, действующей со стороны пассажира на пол лифта.
Б) меньше силы упругости, действующей со стороны пассажира на пол лифта.
В) равна силе упругости, действующей со стороны пассажира на пол лифта, и направлена вверх.
Г) равна силе упругости, действующей со стороны пассажира на пол лифта, и направлена вниз.
4. Как изменится сила притяжения между телами при увеличении расстояния между ними в 3 раза?
А. Увеличится в 3 раза.
Б. Уменьшится в 3 раза.
В. Увеличится в 9 раз.
Г. Уменьшится в 9 раз.
5. Как изменится сила притяжения между телами, если массу одного тела уменьшить в 2 раза при неизменном расстоянии между ними?
А. Уменьшится в 2 раза.
Б. Увеличится в 2 раза.
В. Уменьшится в 4 раза.
Г. Увеличится в 4 раза.