Закон всемирного тяготения

1.

Тема урока: Закон всемирного тяготения

2.

Как был открыт закон всемирного тяготения
Датский астроном Тихо Браге (1546-1601), долгие
годы наблюдавший за движением планет, накопил
огромное количество интересных данных, но не
сумел их обработать.

3.

Как был открыт закон всемирного тяготения
Иоганн Кеплер (1571-1630), используя идею
Коперника о гелиоцентрической системе и результаты
наблюдений Тихо Браге, установил законы движения
планет вокруг Солнца, однако и он не смог объяснить
динамику этого движения..

4. Сила всемирного тяготения

СИЛА ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ
Гипотеза Ньютона:
«Причина, вызывающая падения камня на
Землю, движение Луны вокруг Земли и
планет вокруг Солнца, одна и та же».

5.

Как был открыт закон всемирного тяготения
Ньютон предположил, что ряд явлений, казалось бы,
не имеющих ничего общего (падение тел на Землю,
обращение планет вокруг Солнца, движение Луны
вокруг Земли, приливы и отливы и т. д.), вызваны
одной причиной.

6. Закон всемирного тяготения

ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ
Сила взаимного притяжения двух тел
прямо пропорциональна произведению
масс этих тел и обратно
пропорциональна квадрату расстояния
между ними
И. Ньютон
F
~
m1 m2
2
r

7.

Опыт Кавендиша доказывает закон. Кавендиш положил
на один конец аптечных весов тело небольших
размеров, а на другой гирьку такой же массы как и
тело, уравняв весы. К телу он поднес свинцовый шар
массой 6000 кг. Тело начало притягиваться к шару,
при этом нарушилось равновесие весов
Гравитационная постоянная численно равна силе притяжения
между двумя телами массой 1 кг каждое при расстоянии между
ними 1 м.

8. Гравитационная постоянная

m1m2
F G 2
r
G=6,67 10 -11 Н м2 /кг 2
Генри Кавендиш

9.

ГРАНИЦЫ ПРИМЕНИМОСТИ ЗАКОНА:
Закон всемирного тяготения имеет определенные
границы применимости; он применим для:
1) материальных точек;
2) тел, имеющих форму шара;
3) шара большого радиуса, взаимодействующего с
телами, размеры которых много меньше
размеров шара.

10.

11. Ускорение свободного падения

УСКОРЕНИЕ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ
Из закона всемирного тяготения
для любого тела на Земле:
m M
Fт G
R2
(1)
По второму закону Ньютона:
Fт m g
(2)
Отсюда:
mM
mg G 2
R
GM 6,67 10 11 6 1024
м 2
g 2
9
,
8
с
R
(6,37 106 ) 2

12. Ускорение свободного падения на разных широтах

УСКОРЕНИЕ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ НА
РАЗНЫХ ШИРОТАХ
Ускорение свободного падения зависит от
географической широты, т.к. Земля сплюснута
у полюсов и вращается вокруг своей оси.
на полюсе = 9,83 м/с2,
на экваторе = 9,78 м/с2.

13. Ускорение свободного падения на разных планетах

Земля - 9,8 м/с2
Юпитер – 25,8 м/с2
Марс – 3,7м/с2

14. Ускорение свободного падения на разных высотах

GM
g 2 9,8 м 2
с
R
GM
g
( R h) 2
На поверхности Земли:
На высоте (h) от поверхности Земли:

15.

Вес тела - это сила, приложенная к
горизонтальной опоре или вертикальному
подвесу . Вес измеряют в Ньютонах!
P
P

16. Когда вес не равен силе тяжести

КОГДА ВЕС НЕ РАВЕН СИЛЕ
ТЯЖЕСТИ
a
a
g
g
a
P=m(g+a)
P=m(g-a)
P=0 (a=g)
g

17. Задачи для дз:

ЗАДАЧИ ДЛЯ ДЗ:
1. Космический корабль массой 8 т приблизился к
орбитальной космической станции массой 20 т на
расстояние 500 м. Найдите силу их взаимного
притяжения.
2. На каком расстоянии сила притяжения между
двумя телами, массой по 1000 кг каждое, будет равна
6,67 10 9 Н?
3. Два одинаковых шарика находятся на расстоянии 1 м
друг от друга и притягиваются с силой 6,67 10-15 Н.
Какова масса каждого шарика?