Закон всемирного тяготения

1.

Исаак Ньютон
(англ. физ.) – 1667г.
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ № 39

2. По второму закону Ньютона F=ma, т.е. F~m. Тогда при взаимодействии двух тел массами m1 и m2 , сила взаимодействия

пропорциональна массам
m1 и m2, т.е. произведению
масс этих тел, F~m1*m2
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ № 39

3.

Зависимость силы тяготения
от расстояния Ньютон
установил из опыта
Rзл
Rз
Луна
Земля
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ № 39

4.

Радиус Земли Rз=6400км
Расстояние от Земли до Луны
Rзл=384000км=60Rз, g=9,8м/с2
Центростремительное ускорение, с
которым Луна движется по орбите
aл=0,0027м/с2.
Расстояние от Земли до Луны больше
радиуса Земли в 60 раз
R
зл 60
R
з
ал
1
2
g
60
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ № 39

5.

Центростремительное ускорение, с которым Луна
движется по орбите меньше ускорения свободного падения на Земле в 3600 раз. По второму
закону Ньютона F=ma, и сила притяжения на
Луне меньше чем на Земле в 3600 раз.
Вывод: Сила притяжения двух взаимодействующих тел обратно пропорциональна квадрату
расстояния между ними,
т.е.
m1m2
F G 2
R
, где G – постоянная всемирного
тяготения
или гравитационная постоянная
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ № 39
5

6.

Физический смысл гравитационной постоянной.
2
FR
G
m1m2
Допустим, что на расстоянии 1м находятся две материальные точки массой по 1кг каждая. Гравитационная
постоянная численно равна силе притяжения между
двумя материальными точками массой 1кг каждая,
находящимися на расстоянии 1м друг от друга; ее
наименование
Hм 2
[G]= 1
кг 2
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ № 39

7.

Нахождение гравитационной
постоянной.
Численное значение гравитационной постоянной находят из опыта.
Существует несколько способов ее
нахождения. Рассмотрим один из
них.
К одной из чаш очень чувствительных весов на длинной нити
подвешивали полый шар,
наполненный ртутью, и
уравновешивали весы (рис.).
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ № 39

8.

Нахождение гравитационной
постоянной.
Численное значение гравитационной постоянной находят из опыта.
Существует несколько способов ее
нахождения. Рассмотрим один из
них.
К одной из чаш очень чувствительных весов на длинной нити
подвешивали полый шар,
наполненный ртутью, и
уравновешивали весы (рис.).
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ № 39

9.

Нахождение гравитационной
постоянной.
Численное значение гравитационной постоянной находят из опыта.
Существует несколько способов ее
нахождения. Рассмотрим один из
них.
К одной из чаш очень чувствительных весов на длинной нити
подвешивали полый шар,
наполненный ртутью, и
уравновешивали весы (рис.).
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ № 39

10.

Нахождение гравитационной
постоянной.
Численное значение гравитационной постоянной находят из опыта.
Существует несколько способов ее
нахождения. Рассмотрим один из
них.
К одной из чаш очень чувствительных весов на длинной нити
подвешивали полый шар,
наполненный ртутью, и
уравновешивали весы (рис.).
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ№ 39

11.

Нахождение гравитационной
постоянной.
Численное значение гравитационной постоянной находят из опыта.
Существует несколько способов ее
нахождения. Рассмотрим один из
них.
К одной из чаш очень чувствительных весов на длинной нити
подвешивали полый шар,
наполненный ртутью, и
уравновешивали весы (рис.).
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ № 39

12.

Затем под шар с ртутью подводили свинцовый шар
большой массы. Равновесие весов нарушалось, что
свидетельствовало о действии сил притяжения.
Чтобы восстановить равновесие, на правую чашку
весов добавляли грузы, сила тяжести которых была
равна силе притяжения шаров. Определив экспериментально силу притяжения, вычисляли гравитационную постоянную.
В результате получено следующее значение гравитационной постоянной:
G=6,67*10
11
Нм
кг 2
2
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ № 39

13.

Границы применимости закона
всемирного тяготения:
1.ЗВТ применяется, если размеры тел пренебрежимо малы
по сравнению с расстоянием между ними.
m
m
r
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ № 39

14.

Границы применимости закона
всемирного тяготения:
2.ЗВТ применяется, если оба тела однородны и имеют
шарообразную форму.
r
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ № 39

15.

Границы применимости закона
всемирного тяготения:
3.ЗВТ применяется, если одно из взаимодействующих
тел- шар, размеры и масса которого значительно
больше, чем у второго тела ( любой формы),
находящегося на поверхности этого шара или вблизи
неё.
Второе тело.
Первое тело.
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ № 39

16.

Познавательное значение ЗВТ:
1. Падение тел на Землю объясняется притяжением тел
к Земле.
2. Луна удерживается на орбите силами притяжения
к Земле, Земля удерживается на орбите притяжением
к Солнцу.
3. Приливы и отливы объясняются взаимным
притяжением Земли и Луны.
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ № 39

17.

Познавательное значение ЗВТ:
4. С помощью ЗВТ были открыты на «кончике
пера» планеты: Нептун и Плутон.
5. Космические ракеты, корабли и спутники
запускают, используя ЗВТ.
Клочкова Н.Ф. - учитель физики МБОУ СОШ № 39