Сила тяжіння
Сила тяжіння - розділ Механіка, Система відліку Якщо одне з тіл - Куля Великого Радіуса R (наприклад, Земна Куля), А розміри.
Якщо одне з тіл – куля великого радіусу R (наприклад, земна куля), а розміри другого тіла довільної форми набагато менші за R, то сила взаємодії таких тіл також знаходиться за формулою (22). Тіло біля поверхні Землі притягується Землею з силою, яка називається силою тяжіння Fт
, (23)
де m і M3 – маси тіла та Землі,
h – висота тіла над поверхнею Землі.
Розглянемо сенс коефіцієнта G у виразі (22). Цей коефіцієнт називається гравітаційною постійною і є універсальною світовою константою, яка не залежить від природи тіл, що взаємодіють. Чисельно G дорівнює силі, з якою притягуються один до одного дві матеріальні точки з масами, рівними одиниці маси, що знаходяться на відстані, що дорівнює одиниці довжини.
Гравітаційна стала має розмірність в СІ м 3 / кг . з 2 і чисельно дорівнює
G = 6,67. 10 -11 м 3 / кг. з 2
Тобто на відстані r = 1 м тіла з масами m1 = m2 = 1 кг притягуються із силою
F = 6,67. 10 -11 H.
Дуже мала величина G показує, що сила гравітаційного взаємодії не відіграє істотну роль механіці атомів і молекул. Зі зростанням маси роль гравітаційної взаємодії зростає, і рух таких тіл, як Місяць, планети та супутники, повністю визначається гравітаційними силами.
Із закону всесвітнього тяжіння випливає, що всі тіла притягуються до Землі із силою (23). Позначивши , отримаємо
, (24)
де g - прискорення вільного падіння, g = 9,8 м/с 2 при h Rз.
Ця сила зветься сили тяжіння Fт, Н.
Ця тема належить розділу:
Система відліку
Вступ.. фізикавідноситься до числа природничих наук, які мають спільне завдання .. рух у філософському розумінні це будь-яка зміна хімічна реакція електромагнітне випромінювання розвиток клітини ..
Що робитимемо з отриманим матеріалом:
Всі теми цього розділу:
Система відліку Завданням механіки є експериментальне і теоретичне дослідження різних взаємодій, виведення загальних законів руху, передбачення характеру руху в конкретному випадку.
Траєкторія Положення точки в просторі в прямокутній системі координат визначається або трьома координатними числами
Сукупність послідовних положень, які точка займає в процесі руху, утворює лінію в просторі. Ця лінія називається доріжкою.
Кінематичні характеристики поступального руху Кінематика вивчає рух тіл без урахування причин, що викликали цей рух, використовуючи при цьому такі характеристики, що складають поняття стану в класичній механіці: 1
Рішення оберненої задачі кінематики Ми розв'язали пряму задачу кінематики: за відомим типом функцій, що виражають залежність координати точки від часу x = f (t), диференціюючи, знайшли швидкість і прискорення точки в будь-який час
Знаходження константи інтегрування з початкових умов Приклад. Точка рівномірно рухається вздовж осі 0X. Знайти залежність швидкості і координати від часу, якщо в початковий момент часу точка мала координату x0, а незабаром
Графічне рішення оберненої задачі кінематики Формулу (13) можна отримати графічно (рисунок 9), використовуючи залежність швидкості від часу. Шлях
Перший закон Ньютона Спостереження і досвід показують, що зміна руху тіла завжди відбувається в результаті передачірухи від одного тіла до іншого в процесі їхньої взаємодії. Наприклад, металева кулька котить
Третій закон Ньютона У практиці обчислень поряд з III законом зазвичай використовують I і II закони Ньютона, які стверджують, що при всіх змінах стану руху тіл і при деформаціях відбувається взаємодія.
Принцип відносності Галілея Характер руху тіла істотно залежить від вибору системи відліку (СВ). Усі системи відліку діляться на два великих класи: інерціальні системи, в яких виконуються I і II закони Ньютона, і неінерціальні.
Сили в механіці Закони Ньютона лежать в основі всіх розрахунків в механіці. Знаючи сили та початкові умови за допомогою другого закону Ньютона
Закон всесвітнього тяжіння Сила тяжіння (гравітація) — універсальна сила взаємодії між будь-якими видами матерії. Відомо, що ці сили діють на відстані через простір, який називається полем тяжіння. Це
Космічні швидкості Використовуючи закон всесвітнього тяжіння, можна розрахувати швидкості, які необхідно надати тілу, щоб перетворити його на супутник Землі чи штучну планету. За другим Законом Ньютона на тіло, рухаю
Вага тіла Вага тіла Р, Н – сила, з якою тіло діє опору чи підвіс. Нехай тіло лежить на опорі, яка є нерухомою щодо Землі (рисунок 15). На тіло діє сила тяжіння, завдяки
Закон збереження енергії Фізика розглядає різні види руху: механічний рух тіл, електромагнітне випромінювання, хаотичний або тепловий рух молекул, спрямований рух зарядів - електричний струм і
Робота консервативних сил Особливий інтерес представляє робота консервативних сил. Консервативні сили – сили, робота яких залежить від виду траєкторії, алезалежить від початкового та кінцевого положень тіла
Потужність Різні машини та механізми одну й ту саму роботу можуть виконувати за різний час. Потужність Р, Вт – характеризує швидкість роботи, 1 Вт (ват)
Кінетична енергія. Потенційна енергія Для більш повної характеристики руху користуються поняттям «енергія». Енергія є загальна кількісна міра всіх видів взаємодії. Вона визначається максимально
Потенційна енергія Ми вже зазначали, що в результаті дії сили тіло може рухатися прискорено – змінюється його кінетична енергія. Якщо під дією сили тіло деформується, змінюється положення тіла в просторі
Система частинок. Закон збереження енергії У природі, техніці, як правило, має місце взаємодія двох і більше тіл. Сукупність матеріальних тіл (точок), що розглядаються як єдине ціле, називається механічною системою
Закон збереження енергії Під дією сил кожна з матеріальних точок системи якось змінює стан свого руху, переміщаючись щодо інших. Щоб дослідити рух тіл системи загалом, довелося б склад
Закон збереження імпульсу Закон збереження механічної енергії при вирішенні практичних завдань застосовується, як правило, у поєднанні із законом збереження імпульсу. Великою перевагою закону збереження імпульсу є те
Під дією цих сил кожне тіло системи рухається за рівняннями.
Закон збереження імпульсу для центру мас Закон збереження імпульсу можна використовувати і центру мас. Знайдемо швидкість центру мас, продиференціювавши його координати за часом
Закон зміни імпульсу для тіл змінної маси Закон збереження імпульсу використовуємо для розрахунку руху тіл змінної масимаси. Ракета масою m рухається зі швидкістю
Кінематика і динаміка обертального руху Будь-який рух тіла можна як накладення двох основних видів руху: поступального і обертального. При поступальному русі всі точки тіла за рівні проміжки часу одержують про
Кінематика обертального руху При вивченні закономірностей обертального руху користуватимемося моделлю абсолютно твердого тіла. Абсолютно твердим тілом називають систему матеріальних точок, взаємне розташування
Зв'язок лінійних та кутових кінематичних характеристик За час dt точки тіла повернуться на кут, переміщення при цьому буде
Момент сили і момент імпульсу При обертальному русі важливо знати як величину і напрям сили , а й точку її докладання, тобто
Момент інерції Малюнок 43 З основного закону
Момент імпульсу Основний закон динаміки обертального руху можна подати в більш загальній формі. Замінюючи
Кінетична енергія Тіло, що обертається навколо осі, має кінетичну енергію. Так як швидкість різна для точок, що знаходять
Рідин При перебігу рідини (газу) по вигнутій трубі (рисунок 49) загальний імпульс рідини всередині труби при стаціонарному перебігу залишається незмінним за величиною, але змінюється у напрямку, тоді змінений
Рух тіл у рідині чи газі Однією з найважливіших завдань аеро- і гідродинаміки є дослідження руху твердих тіл у рідині чи газі. Інтерес представляє випадок несиметричного тіла (рисунок50) або розклад
Кількість речовини Кількість речовини найбільш природно було б вимірювати числом молекул або атомів у тілі, але у зв'язку з тим, що це число величезне (у краплі води
4.1022молекул), використовуються в розрахунках
Тиск Тиск , Па дорівнює силі, яка нормально діє на одиницю площі. У газів тиск становить
Температура Температура Т, К (кельвін) - фізична величина, що характеризує стан термодинамічної рівноваги. (До поняття «Температура» ми ще повернемося в розділі «Термодинаміка»). В даний час брешемо
Рівняння стану ідеального газу Зв'язок між параметрами ідеального газу p, V, T був встановлений Б. Клапейроном в 1834 р.
Середня кінетична енергія поступального руху молекул Відповідно до МКТ газів молекули рухаються хаотично, а середню кінетичну енергію поступального руху молекули можна знайти, записавши рівняння (12.3) у вигляді
Число ступенів свободи Для врахування енергії обертання молекул введемо поняття числа ступенів свободи матеріальних тіл. Число ступенів свободи тіла — це кількість незалежних змінних (координат), що визначають n
Розподіл енергії молекули за ступенями свободи При взаємних зіткненнях молекул може відбуватися обмін їх енергією і обертальний рух однієї з них може перетворюватися в енергію поступального руху іншої молекули і навпаки. У такий спосіб, встановивши
Динамічні та статистичні закономірності У механіці рух тіла однозначно визначається заданими початковими умовами та силами, що діють на тіло під час руху. Знання динамічних патернів дозволяє створювати гонки
Розподіл Больцмана При виведенні основного рівняння МКТ газів ми припускали, що зовнішні сили не діють на молекули, тому вважали, що молекули розподілені рівномірно по об’єму, тиск у всіх напрямках
Функції розподілу Розподільна одна з основнихпонять теорії ймовірностей та математичної статистики. розподіл ймовірностей якоїсь випадкової величини задається в найпростішому випадку вказівкою можливих з
Розподіл Максвелла Щоб вивчити розподіл молекул за швидкостями, припускаємо як і раніше, що температура газу скрізь однакова. Тоді число молекул, що рухаються вгору зі швидкістю
Флуктуація Досвід показує: кількість молекул, що знаходяться в частині обсягу газу не залишається постійною. Внаслідок хаотичного теплового руху в інтервалі часу Dt з обсягу V