Презентация на тему "Гравитационные силы"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Законы Ньютона позволяют решать различные практически важные задачи, касающиеся взаимодействия и движения тел.

  К выводу о существовании сил всемирного тяготения пришел Ньютон в результате изучения движения Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца. pptcloud.ru

• 
  Слайд 2

  Силы в природеЧетыре типа сил

  1. Гравитационные 2. Электромагнитные 3. Сильные (ядерные) 4. Слабые

• 
  Слайд 3

  Сравнение сил

   Ядерные силы – самые мощные в природе.  Электромагнитные взаимодействия в 100 раз слабее ядерных сил.  Гравитационные взаимодействия слабее ядерных в 1040 раз.  Слабые взаимодействия слабее ядерных в 10-16 раз.

• 
  Слайд 4
  

  Гравитационные силы Электромагнитные силы Механика Ньютона

• 
  Слайд 5

  В механике мы имеем дело с тремя силами

  Сила тяготения Сила трения Сила упругости Гравитационная природа Электромагнитная природа

• 
  Слайд 6

  В 1667 году Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения.

  F = G m1 m2 R2 G =6,67 10-11 Н  м2 кг2 - Гравитационная постоянная

• 
  Слайд 7
  
• 
  Слайд 8

  Закон тяготения сформулирован для материальных точек в вакууме.

  Он также справедлив для однородных тел, имеющих шарообразную форму. R F  F  m1 m2

• 
  Слайд 9
  

  Силы гравитационного взаимодействия направлены вдоль линии, соединяющей центры масс. Такого рода силы называются центральными.

• 
  Слайд 10
  

  Частным видом силы всемирного тяготения является сила притяжения к Земле.

  Согласно закону всемирного тяготения: F = G m М (R + h)2 , где m – масса тела; М – масса Земли; M = 5,98  1024 кг R – радиус Земли; R = 6 370 км h – высота тела над поверхностью Земли.

• 
  Слайд 11
  

  Земля сообщает всем телам у поверхности одно и то же ускорение g = 9,8 м/с2

  Земля действует на тела с некоторой силой, называемой силой тяжести, пропорциональной массе тела Fт = mg  

• 
  Слайд 12

  Покажем, что ускорение свободного падения gне зависит от массы тела.

  Согласно 2- му закону Ньютона F = ma, но в нашем случае F = Fт = mg. Тогда, учитывая предыдущую формулу: mg = G m М (R + h)2 g = G М (R + h)2

• 
  Слайд 13
  

  Найдем модуль ускорения свободного падения на поверхности Земли (h = 0).

  Из формулы видно, что ускорение свободного падения не зависит от массы тела. Оно уменьшается при подъеме тела над поверхностью Земли. Если высота hнад поверхностью Земли не превышает 100 км, то при расчетах, допускающих погрешность 1,5%, этой высотой можно пренебречь по сравнению с радиусом Земли. g = G М R2 g = G М (R + h)2

• 
  Слайд 14
  

  mg = G m М (R + h)2 g = G М (R + h)2

• 
  Слайд 15

  Ускорение свободного падения зависит от географической широты.

  Земля сплюснута у полюсов. Экваториальный радиус Земли больше полярного на 21 км. gбольше на полюсах, чем на экваторе. Из-за вращения Земли вокруг своей оси g во всех местах, кроме экватора и полюсов, не направлено точно к центру Земли.

• 
  Слайд 16

  Расчет первой космической скорости

  Вычислим скорость, которую надо сообщить телу, чтобы оно стало искусственным спутником Земли. В этом случае тело движется по приблизительно круговой орбите вокруг Земли на некоторой высоте h над Землей. Будем считать, что на тело действует только одна гравитационная сила, направленная к центру Земли (сопротивлением воздуха пренебрегаем).

• 
  Слайд 17
  

  h R F   F =ma = G m М (R + h)2 Гравитационная сила сообщает спутнику центростремительное ускорение. a = V2 R + h По 2-му закону Ньютона:

• 
  Слайд 18

  Решаем систему уравнений:

  a = V2 R + h ma = G m М (R + h)2 mV2 R + h m М (R + h)2 = G G М R + h V=

• 
  Слайд 19
  

  Если сопротивление воздуха не учитывать, то тело с такой скоростью, заданной ему в горизонтальном направлении, перпендикулярно радиусу планеты, становится спутником Земли. V= G М R + h Скорость спутника зависит от высоты полета над Землей hи не зависит от его массы m. G М V= R Если принять h =0, то у поверхности Земли:

• 
  Слайд 20

  Величины, необходимые для решения задач.

  G=6,67 10-11 Н  м2 кг2

• 
  Слайд 21
  

  Часто бывает очень сложно определить действующие на тело силы. Поэтому для решения многих задач используют еще одну важнейшую физическую величину – импульс тела, о котором мы будем говорить на следующем уроке.