Все самое интересное что нужно знать о гравитационной постоянной

Королевское общество

И его личность не изменилась. Его единственным занятием были научные исследования, которые он проводил в собственном лондонском доме. У него были какие-то социальные отношения только на сессиях Королевского общества, где он представлял свои открытия.

В этом учреждении каждую неделю проводился обед, на котором ученые делились своими открытиями. Несмотря на то, что он был среди равных, Кавендиш сохранял застенчивость почти в каждом случае. Остальные участники знали о его особенностях, поэтому обычно оставляли его в покое.

Его биографы утверждают, что Королевское общество пропагандировало стратегию борьбы с этим: небрежно ходить рядом с ним и говорить так, как будто они направляются в пустоту.

Видимо, если сказанное звучало интересно, Кавендиш мог ответить шепотом. В противном случае собеседник услышал бы только крик и вскоре увидел, что Кавендиш направится в самый тихий угол комнаты.

Однако его работа принесла ему некоторое признание среди исследователей. Таким образом, в 1773 году Кавендиш был избран членом Общества антикваров, а также попечителем Британского музея. Позже, в 1803 году, Institut de France принял его в свои ряды.

Исследования

Школа Ньюкомб в Хакни была выбрана местом, где Кавендиш начал учебу, когда ему было 11 лет. Когда этот этап закончился, в 1749 году он поступил в Петерхаус Кембриджского университета.

По словам его учителей, он был прилежным учеником, хотя его отягощала его застенчивость. Он почти не говорил и, казалось, всегда был заперт в своем мире.

Однако не это было причиной того, что он не окончил Кембридж. Кавендиш отказался участвовать в религиозных службах, проводившихся в университете, что было обязательным. Таким образом, по окончании его обучения в 1753 году они не согласились дать ему титул.

После этого Кавендиш уехал на сезон в Париж, где расширил свои знания по физике и математике.

Гравитационное взаимодействие

Земля — это большой магнит. Причем на самом деле магнит, с настоящим магнитным полем. Но сейчас речь пойдет о другом явлении — явлении притяжения тел к Земле, от прыгающего с дерева котика до летящего мимо астероида. Называется это явление гравитацией.

Возьмем два тела — одно с большой массой, другое с маленькой. Натянем гигантское полотно ткани и положим на него тело с большей массой. После чего положим туда тело с массой поменьше. Мы будем наблюдать примерно такую картину:

Маленькое тело начнет притягиваться к тому, что больше, — это и есть гравитация. По сути, Земля — это большой шарик, а все остальные предметы — маленький (даже если это вовсе не шарики).

Гравитационное взаимодействие универсально. Оно справедливо для всех видов материи. Гравитация проявляется только в притяжении — отталкивание тел гравитация не предусматривает.

Из всех фундаментальных взаимодействий гравитационное — самое слабое. Хотя гравитация действует между всеми элементарными частицами, она настолько слаба, что ее принято не учитывать. Все дело в том, что гравитационное взаимодействие зависит от массы объекта, а у частиц она крайне мала. Эту зависимость впервые сформулировал Исаак Ньютон.

Сила тяжести

Частным видом силы всемирного тяготения является сила притяжения тел к Земле (или к другой планете). Эту силу называют силой тяжести. Под действием этой силы все тела приобретают ускорение свбодного падения.

Сила тяжести – это сила, с которой Земля притягивает тело, находящееся на её поверхности или вблизи этой поверхности.

В соответствии со вторым законом Ньютона , следовательно, .

Если M – масса Земли, R – ее радиус, m – масса данного тела, то сила тяжести равна

Сила тяжести всегда направлена к центру Земли. В зависимости от высоты над поверхностью Земли и географической широты положения тела ускорение свободного падения приобретает различные значения. На поверхности Земли и в средних широтах ускорение свободного падения равно 9,831 м/с2.

Вес тела

В технике и быту широко используется понятие веса тела.

Весом тела называют силу, с которой тело давит на опору или подвес в результате гравитационного притяжения к планете.

Вес тела обозначается . Единица веса — ньютон (Н). Так как вес равен силе, с которой тело действует на опору, то в соответствии с третьим законом Ньютона по величине вес тела равен силе реакции опоры. Поэтому, чтобы найти вес тела, необходимо определить, чему равна сила реакции опоры.

При этом предполагается, что тело неподвижно относительно опоры или подвеса.

Вес тела и сила тяжести отличаются по своей природе: вес тела является проявлением действия межмолекулярных сил, а сила тяжести имеет гравитационную природу.

Состояние тела, в котором его вес равен нулю, называют невесомостью. Состояние невесомости наблюдается в самолете или космическом корабле при движении с ускорением свободного падения независимо от направления и значения скорости их движения. За пределами земной атмосферы при выключении реактивных двигателей на космический корабль действует только сила всемирного тяготения. Под действием этой силы космический корабль и все тела, находящиеся в нем, движутся с одинаковым ускорением, по¬этому в корабле наблюдается состояние невесомости.

Формула закона всемирного тяготения

Сила притяжения между двумя произвольными телами, не являющимися материальными точками при данных условиях, также определяется формулой закона всемирного тяготения. В этом случае эти тела рассматриваются как совокупность материальных точек, вычисляются силы притяжения между всеми материальными точками этих тел, результаты вычислений суммируются и определяются сила притяжения между этими телами. Такие вычисление представляет собой сложную математическую операцию. Однако формула Всемирного тяготения легко применяется для тел шарообразной формы. За расстояние между телами при этом принимается расстояние между их центрами (а). Поэтому для вычисления силы притяжения между произвольным телом и Землей можно применить формулу закона всемирного тяготения. В этом случае расстояние между ними берется до центра Земли:

Силы взаимодействия между Землей и телом,

и

направлены вдоль линии, соединяющей эти тела.

Согласно III закону Ньютона

их модули равны:

Где

— радиус земного шара,

— масса Земли,

— расстояние от поверхности Земли до центра тела, вдоль радиуса. Для тел, находящихся на поверхности Земли

закон всемирного тяготения записывается в виде:

Пневматическая химия

Опубликованные работы Кавендиша касаются в основном исследований газов и относятся к периоду 1766—1788 гг. Мы остановимся на основной работе ученого «Искусственный воздух». Эта работа представляет большой научный интерес, повествуя о составе и свойствах воды.

Пневматические исследования Кавендиша знаменательны количеством открытий, которые они предварили. Среди наиболее значимых из них первое полное изложение свойств водорода и углекислого газа; демонстрация постоянства состава атмосферного воздуха и его первый расчет его состава относительно высокой точности; записи известных экспериментов, которые привели к обнаружению нетривиальных свойств воды и к открытию состава азотной кислоты.

До плодотворных экспериментов Кавендиша пневматическая химия едва ли существовала. В работах немногих учёных по всему миру встречались упоминания об ‘упругой жидкости’, которая участвует в некоторых химических превращениях. Парацельс имел некоторое знакомство с водородом. Ван Гельмонт, который ввел понятие «газ», работал над выделением углекислого газа и некоторых горючих газообразных соединений углерода и серы, Бойль в своих экспериментах столкнулся с угольной кислотой и водородом.

Перечисленные учёные были наиболее близки к понимаю газов как индивидуальных веществ, но слишком мало знакомы с их различными свойствами, по которым эти газы можно отличить и распознать. Убежденность в том, что именно воздух, а не индивидуальные газы, выделяется в процессе реакции, была свойственна практически всем химикам второй половины восемнадцатого века. Развитие пневматической химии могло произойти только на основании наблюдения отличий между полученным в разных реакциях искусственным воздухом, но химики мало обращали внимания на эти различия, указывая лишь на сходство и отличия полученных газов от атмосферного воздуха.

Ярким примером служат знаменитые очерки Стивена Хейлза, в которых он пишет о реакциях, в которых выделяется «атмосферный воздух» или «упругие жидкости». Согласно современным представлениям, в ходе своего исследования в действительности он получал кислород, водород, азот, хлор, углекислый газ, сернистую кислоту и другие газы. Хейлз не сумел заметить различий в запахе, цвете, растворимости в воде, горючести полученных веществ. Он рассматривал их как идентичные атмосферному воздуху, потому что проявляли одинаковую эластичность и, как казалось ученому ввиду неточности оборудования, обладали одинаковыми весами. Их поразительные различия в реакционной способности он считал результатом случайного смешения «истинного воздуха» с инородными примесями, а не как существенные и отличительные свойства различных «упругих жидкостей» или газов.

Хакорт, исследуя эксперименты Бойля, отметил некоторые отличия полученных им «упругих жидкостей» от атмосферного воздуха. За неимением других доказательств, эта теория была отметена как ложная.

В 1754 году, однако, отмечается появление первой диссертации Блэка, в которой показано существование по крайней мере одной «упругой жидкости», которая обладает постоянным химическими свойствами, отличными от свойств атмосферного воздуха. Поскольку результаты его исследований шли вразрез со сложившимся мнением, он не осмеливается дать выделенному газу (водороду) название и ссылается на ошибку эксперимента, планируя в дальнейшем поставить его более точно.

Тем не менее, Блэк делает большой шаг вперед по сравнению со своими предшественниками. В более поздних работах он описывает свойства раствора угольной кислоты; двенадцатью годами позднее Кавендиш показывает, что она обладает точно такими же химическими свойствами и в свободном состоянии.

§ 15. Закон всемирного тяготения

В курсе физики 7 класса вы изучали явление всемирного тяготения. Оно заключается в том, что между всеми телами во Вселенной действуют силы притяжения.

К выводу о существовании сил всемирного тяготения (их называют также гравитационными) пришёл Ньютон в результате изучения движения Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца.

Заслуга Ньютона заключается не только в его гениальной догадке о взаимном притяжении тел, но и в том, что он сумел найти закон их взаимодействия, т. е. формулу для расчёта гравитационной силы между двумя телами.

Закон всемирного тяготения гласит:

два любых тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной массе каждого из них и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

где F — модуль вектора силы гравитационного притяжения между телами массами m₁ и m₂, r — расстояние между телами (их центрами); G — коэффициент, который называется гравитационной постоянной.

Если m₁ = m₂ = 1 кг и r = 1 м, то, как видно из формулы, гравитационная постоянная G численно равна силе F. Другими словами, гравитационная постоянная численно равна силе F притяжения двух тел массой по 1 кг, находящихся на расстоянии 1 м друг от друга. Измерения показывают, что

G = 6,67 ∙ 10-11H ∙ м2∕кг2.

Формула даёт точный результат при расчёте силы всемирного тяготения в трёх случаях:

1) если размеры тел пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием между ними (рис. 32, а);

2) если оба тела однородны и имеют шарообразную форму (рис. 32, б);

3) 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 (рис. 32, в).

Рис. 32. Условия, определяющие границы применимости закона всемирного тяготения

Третий из рассмотренных случаев является основанием для того, чтобы рассчитывать по приведённой формуле силу притяжения к Земле любого из находящихся на ней тел. При этом в качестве расстояния между телами следует брать радиус Земли, поскольку размеры всех тел, находящихся на её поверхности или вблизи неё, пренебрежимо малы по сравнению с земным радиусом.

По третьему закону Ньютона яблоко, висящее на ветке или падающее с неё с ускорением свободного падения, притягивает к себе Землю с такой же по модулю силой, с какой его притягивает Земля. Но ускорение Земли, вызванное силой её притяжения к яблоку, близко к нулю, поскольку масса Земли несоизмеримо больше массы яблока.

Взаимодействие яблока и Земли

Вопросы:

1. Что было названо всемирным тяготением?

2. Как иначе называются силы всемирного тяготения?

3. Кто и в каком веке открыл закон всемирного тяготения?

4. Сформулируйте закон всемирного тяготения. Запишите формулу, выражающую этот закон.

5. В каких случаях следует применять закон всемирного тяготения для расчёта гравитационных сил?

6. Притягивается ли Земля к висящему на ветке яблоку?

Упражнения:

Упражнение № 15

1. Приведите примеры проявления силы тяготения.

2. Космическая станция летит от Земли к Луне. Как меняется при этом модуль вектора силы её притяжения к Земле; к Луне? C одинаковыми или различными по модулю силами притягивается станция к Земле и Луне, когда она находится посередине между ними? Если силы различны, то какая больше и во сколько раз? Все ответы обоснуйте. (Известно, что масса Земли примерно в 81 раз больше массы Луны.)

3. Известно, что масса Солнца в 330 000 раз больше массы Земли. Верно ли, что Солнце притягивает Землю в 330 000 раз сильней, чем Земля притягивает Солнце? Ответ поясните.

4. Мяч, подброшенный мальчиком, в течение некоторого времени двигался вверх. При этом его скорость всё время уменьшалась, пока не стала равной нулю. Затем мяч стал падать вниз с возрастающей скоростью.

Объясните:

а) действовала ли на мяч сила притяжения к Земле во время его движения вверх; вниз;

б) что послужило причиной уменьшения скорости мяча при его движении вверх; увеличения его скорости при движении вниз;

в) почему при движении мяча вверх его скорость уменьшалась, а при движении вниз — увеличивалась.

5. Притягивается ли к Луне человек, стоящий на Земле? Если да, то к чему он притягивается сильнее — к Луне или к Земле? Притягивается ли Луна к этому человеку? Ответы обоснуйте.

Предыдущая страницаСледующая страница

Открытие Закона Всемирного Тяготения

Человек давно привык к тому, что все тела всегда падают на Землю. Идея о том, что именно Земля является причиной падения, высказывалась еще в античности. И до XVIIв считалось, что свойством притяжения обладает только Земля.

По мере развития представления о строении Вселенной накапливались знания о движении планет, была построена гелиоцентрическая система мира, и в начале XVIIв И. Кеплером были выведены математические законы этих движений.

Рис. 1. Движение планет.

Анализируя законы Кеплера, И. Ньютон понял, что выводы, к которым он пришел, изучая движения и взаимодействия тел в лаборатории, можно применить и к небесным телам.

В частности, вывод о том, что причиной ускорения всегда является какая-то сила, действующая на тело. Луна, вращающаяся вокруг Земли, движется с постоянным центростремительным ускорением, и, значит, причиной этого ускорения является сила притяжения Земли. Земля вращается вокруг Солнца, следовательно, Солнце тоже притягивает Землю. Расчеты позволили И. Ньютону сделать вывод, что притяжение вообще свойственно всем телам во Вселенной. Поэтому этот закон был назван Законом Всемирного тяготения.

Рис. 2. Ньютон закон всемирного тяготения.

Согласно Закону, открытому Ньютоном, сила тяготения двух материальных точек пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

$$F=G{m_1m_2\over R^2}$$

На основании открытого Закона был уточнен Третий закон Кеплера, и это уточнение позволило определять массы небесных тел, если известны параметры их орбит.

Определен ли Кавендиш грамм

Формулировка Ньютоновская гравитация с точки зрения гравитационной постоянной не стало стандартом намного позже времени Кавендиша. Действительно, одно из первых упоминаний о грамм находится в 1873 году, через 75 лет после работы Кавендиша.

Кавендиш выразил свой результат в терминах плотности Земли. По этой причине историки науки утверждали, что Кавендиш не измерял гравитационную постоянную. Он называл свой эксперимент в переписке «взвешиванием мира». Позднее авторы переформулировали его результаты в современных терминах.

грамм=граммрземной шар2Mземной шар=3грамм4πрземной шарρземной шар{ displaystyle G = g { frac {R _ { text {earth}} ^ {2}} {M _ { text {earth}}}} = { frac {3g} {4 pi R _ { text { земля}} rho _ { text {земля}}}} ,}

После преобразования в SI ед., значение Кавендиша для плотности Земли, 5,448 г / см−3, дает

грамм = 6.74×10−11 м3 кг–1 s−2,

что всего на 1% отличается от 2014 г. CODATA значение 6.67408×10−11 м3 кг−1 s−2.Сегодня физики часто используют единицы, в которых гравитационная постоянная принимает другую форму. В Гауссовская гравитационная постоянная В космической динамике используется определенная константа, и эксперимент Кавендиша можно рассматривать как измерение этой константы. Во времена Кавендиша физики использовали одни и те же единицы для массы и веса, фактически принимая грамм как стандартный разгон. Тогда, поскольку р_{земной шар} был известен, ρ_{земной шар} играла роль обратной гравитационной постоянной. Таким образом, плотность Земли была очень востребованной величиной в то время, и ранее предпринимались попытки ее измерения, такие как Шихаллион эксперимент в 1774 г.

По этим причинам физики обычно доверяют Кавендишу первое измерение гравитационной постоянной.

Измерения и работы

Кавендиш очень ценил измерения, так как он хотел всегда иметь очень точные данные. Он попытался приблизить все вычисления к точному значению, чтобы глубже узнать характеристики объектов. Поскольку в нем не было амперметра и ничего, что могло бы дать ему количество электричества, циркулирующего по проводам, его также использовали субъективно, но для создания хорошо разработанных таблиц. То есть, Кавендиш получил шок, и они сделают руки в его собственном теле во время экспериментов, чтобы знать и отмечать, какая интенсивность была в кабелях.

Первые работы этого ученого касались мышьяка. Все ученые, знавшие Кавендиша, утверждают, что его любовь к науке была совершенно чистой. Он никогда не беспокоился о том, будут ли его открытия опубликованы, были ли они упомянуты или нет, или о чем-то другом, кроме удовлетворения его любопытства. Вот как вы действительно учитесь и продвигаетесь в расследовании. В результате этой чистой любви к науке многие из его достижений не были известны в течение многих лет и были обнаружены через несколько лет после его смерти. Однако, прежде чем его достижения уйдут на анонимность, яСаак Азимов рассказал всем своим коллегам по Королевскому обществу о подвигах этого ученого.

В 1766 году он отвечал за сообщение о первых открытиях, таких как работа, которую он проделал с горючим газом, полученным в результате реакции металла и кислоты. Этот газ ранее был обнаружен Бойлом и Хейлсом, но именно Кавендишу было поручено первым изучить его свойства. Уже 20 лет спустя Лавуазье назвал этот газ водородом.

Генри был первым ученым, обнаружившим, что необходимо взвесить определенный объем различных газов, чтобы определить их плотность. Вот как он обнаружил, что водород был особенно легким газом, плотность которого составляла лишь 1/14 плотности воздуха. Будучи таким легким и легковоспламеняющимся, он считал, что изолировал флогистон.

3. Интересные факты

Кавендиш вел тихий и уединенный образ жизни. Со своими служанками он общался исключительно записками и не заводил личных отношений вне семьи. Согласно одному из источников, для того, чтобы попасть домой, Кавендиш часто пользовался черным ходом, чтобы избежать встреч со своей экономкой. Некоторые современные врачи (например, Оливер Сакс) предполагают, что Кавендиш страдал синдромом Аспергера, хотя он, возможно, просто был очень застенчивым. Круг его общения ограничивался лишь клубом Королевского общества, члены которого обедали вместе до еженедельных совещаний. Кавендиш редко пропускал эти встречи и был глубоко уважаем своими современниками.

Он также увлекался коллекционированием мебели тонкой работы, документально подтверждена покупка им «десяти стульев и дивана красного дерева с атласной обивкой».

Излюбленным способом тратить деньги была для Кавендиша благотворительная деятельность. Как-то раз, узнав, что студент, помогавший ему упорядочивать библиотеку, оказался в трудной финансовой ситуации, Кавендиш немедленно выписал ему чек на 10 тысяч фунтов — сумму по тем временам громаднейшую. Подобным образом он поступал всю жизнь — и, тем не менее, всегда располагал миллионами фунтов стерлингов, будто обладал сказочным «неразменным рублем».

Кавендиш был совершенно безразличен к окружающему его миру и никогда не интересовался происходящими в этом мире событиями — даже столь значительными, как Французская революция или наполеоновские войны, прокатившиеся по Европе.

Большинство научных работ Кавендиша не публиковалось вплоть до второй половины XIX века, когда Джеймс Максвелл занялся разбором архивов Кавендиша. И даже сейчас несколько ящиков, заполненных рукописями и приборами, назначение которых не поддается определению, остаются не разобранными. А то немногое, что известно, выглядит весьма необычно. Кавендиш проводил научные эксперименты, на целые столетия опережая своё время. Так, например, он рассчитал отклонения световых лучей, обусловленные массой Солнца, за 200 лет до Альберта Эйнштейна, и расчёты его почти совпадают с эйнштейновскими[источник не указан 31 день].

Одним из следствий его гравитационных измерений было довольно точное определение плотности. Однако, этот результат не был известен почти 100 лет, так как Кавендиш не заботился ни о публикации своих работ, ни о каком-либо признании учёным миром.

В 1775 г. он пригласил семерых выдающихся ученых, чтобы продемонстрировать сконструированного им искусственного электрического ската, и дал каждому ощутить электрический разряд, абсолютно идентичный тому, каким настоящий скат парализует свои жертвы. А по завершении показа он, опередивший своих современников Гальвани и Вольта, торжественно объявил приглашенным, что именно эта, продемонстрированная им новая сила когда-нибудь революционизирует весь мир.

Хотя распространено мнение, что всемирно известная Кавендишская лаборатория названа в честь Генри Кавендиша, это не соответствует действительности. Она названа в честь родственника Генри, Уильяма Кавендиша, 7-го герцога Девоншира. Он был канцлером Кембриджского университета и пожертвовал крупную сумму на открытие первой в мире учебно-научной лаборатории при университете. Примерно за 11 лет до Кулона закон взаимодействия зарядов был открыт Г. Кавендишем, однако результат не был опубликован и долгое время оставался неизвестным.

Он умер неженатым 24 февраля 1810 года, оставив состояние в 700 000 фунтов и еще 6000 годового дохода от имения. К сожалению, ни один фунт из этого богатства не был пожертвован на нужды науки. Завещание же ученого содержало категорическое требование, чтобы склеп с его гробом сразу после похорон был наглухо замурован, а снаружи не было никаких надписей, указывающих, кто в этом склепе похоронен. Так и было сделано. Кавендиша похоронили в соборе в Дерби. Ни осмотра тела, ни вскрытия трупа не производили. И ни одного достоверного портрета Кавендиша тоже не сохранилось.

Исторический

Кавендишский эксперимент.

Одна из первых попыток определить массу Земли была предпринята геофизиком Пьером Бугером . Когда он был в Перу, он тщетно пытался измерить небольшое смещение отвеса возле вулкана . Поскольку отклонения были слишком малы, он не мог получить убедительный результат. Насколько ему известно, Бугер хотел измерить плотность Земли.

Этим же методом воспользовались в 1775 году два англичанина: Невил Маскелайн и Чарльз Хаттон . Их опыт произошел недалеко от горы в Шотландии и был убедительным. По их оценкам, плотность Земли составляет от 4,5 до 5 граммов на кубический сантиметр. Сейчас он оценивается в 5,515  г / см 3 .

В 1798 году Генри Кавендиш, продолжая работу Джона Мичелла, использовал другую систему, торсионные весы (изображение напротив), чтобы точно определить эту плотность.

Смерть

Генри Кавендиш умер 24 февраля 1810 года в своем доме в лондонском Сити

Ему было 78 лет, и он оставил важное научное наследие и наследство миллионера

Доказательством его существования является рассказ о дне его смерти. Похоже, что, почувствовав его конец, Кавендиш приказал своему слуге не приближаться к нему до наступления темноты. Слуга, обеспокоенный за своего босса, предупредил одного из своих немногих друзей, сэра Эверарда, который бросился в дом.

Там он нашел умирающего ученого, но с таким же характером. Несмотря на свое состояние, он сказал ей, что ему бесполезно там находиться, поскольку он умирает, и это не принесет ему никакой пользы.

Кроме того, он осудил слугу за то, что тот предупредил его, и заметил, что в почти 80-летнем возрасте любое продление его жизни только усилит его страдания.

Его друг настоял на том, чтобы остаться с ним на всю ночь, пока Кавендиш не умрет на рассвете.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. Сила тяготения между двумя телами уменьшится в 2 раза, если массу каждого тела

1) увеличить в √2 раз
2) уменьшить в √2 раз
3) увеличить в 2 раза
4) уменьшить в 2 раза

2. Массу каждого из двух однородных шаров увеличили в 4 раза. Расстояние между ними тоже увеличили в 4 раза. Сила тяготения между ними

1) увеличилась в 64 раза
2) увеличилась в 16 раз
3) увеличилась в 4 раза
4) не изменилась

3. В вершинах прямоугольника расположены тела одинаковой массы. Со стороны какого тела на тело 1 действует наибольшая сила?

1) со стороны тела 2
2) со стороны тела 3
3) со стороны тела 4
4) со стороны всех тел одинаковая

4. Закон всемирного тяготения справедлив

A. Для всех тел
Б. Для однородных шаров
B. Для материальных точек

Правильный ответ

1) А
2) только Б
3) только В
4) и А, и Б

5. На ящик массой 5 кг, лежащий на полу лифта, движущегося с ускорением ​\( a \)​ вертикально вниз, действует сила тяжести

1) равная 50 Н
2) большая 50 Н
3) меньшая 50 Н
4) равная 5 Н

6. Сравните значения силы тяжести ​\( F_э \)​, действующей на груз на экваторе, с силой тяжести \( F_м \), действующей на этот же груз на широте Москвы, если груз находится на одной и той же высоте относительно поверхности Земли.

1) ​\( F_э=F_м \)​
2) \( F_э>F_м \)​
3) \( F_э<F_м \)​
4) ответ может быть любым в зависимости от массы тел

7. Сила тяжести, действующая на космонавта на поверхности Луны,

1) больше силы тяжести, действующей на него на поверхности Земли
2) меньше силы тяжести, действующей на него на поверхности Земли
3) равна силе тяжести, действующей на него на поверхности Земли
4) больше силы тяжести, действующей на него на поверхности Земли на экваторе, и меньше силы тяжести, действующей на него, на поверхности Земли на полюсе

8. Сила тяжести, действующая на тело, зависит от

А. Географической широты местности
Б. Скорости падения тела на поверхность Земли

Правильный ответ

1) только А
2) только Б
3) ни А, ни Б
4) и А, и Б

9. Какое(-ие) из утверждений верно(-ы)?

Сила тяжести, действующая на тело у поверхности некоторой планеты, зависит от

А. Массы планеты.
Б. Массы тела.

1) только А
2) только Б
3) ни А, ни Б
4) и А, и Б

10. Первая космическая скорость зависит

A. От радиуса планеты
Б. От массы планеты
B. От массы спутника

Правильный ответ

1) только А
2) только Б
3) только А и Б
4) А, Б, В

11. Установите соответствие между физической величиной (левый столбец) и формулой, выражающей её взаимосвязь с другими величинами (правый столбец). В ответе запишите подряд номера выбранных ответов

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
A. Сила тяжести
Б. Ускорение свободного падения на поверхности Земли
B. Закон всемирного тяготения

ФОРМУЛА
1) ​\( F=G\frac{m_1m_2}{r^2} \)​
2) ​\( F_т=mg \)​
3) ​\( g=G\frac{M_З}{(R_З+h)^2} \)​
4) ​\( g=G\frac{M_З}{R^2} \)​

12. Среди приведённых утверждений выберите два правильных и запишите их номера в таблицу

1) Гравитационная постоянная показывает, с какой силой притягиваются друг к другу два тела массой 1 кг.
2) Значение силы тяжести, действующей на тело, зависит от скорости его движения.
3) Ускорение свободного падения зависит от массы и радиуса планеты.
4) При увеличении расстояния между телами в 3 раза сила тяготения между ними уменьшается в 9 раз.
5) Изменение массы одного из взаимодействующих тел не влияет на значение силы тяготения.

Часть 2

13. Человек на Земле притягивается к ней с силой 700 Н. С какой силой он притягивался бы к Марсу, находясь на его поверхности, если радиус Марса в 2 раза меньше радиуса Земли, а масса в 10 раз меньше, чем масса Земли?

Третий закон Ньютона

Третий закон Ньютона обобщает огромное количество опытов, которые показывают, что силы — результат взаимодействия тел.

Он звучит так: тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

Если попроще — сила действия равна силе противодействия.

Если вам вдруг придется объяснять физику во дворе, то можно сказать и так: на каждую силу найдется другая сила.

Третий закон Ньютона

• F1 — сила, с которой первое тело действует на второе
• F2 — сила, с которой второе тело действует на первое

Так вот, для силы тяготения третий закон Ньютона тоже справедлив. С какой силой Земля притягивает тело, с той же силой тело притягивает Землю.

Описание взаимодействия и гравитации

Гравитация обладает полями очень дальнего взаимодействия. Другими словами, её влияние распространяется на очень большие, космических масштабов расстояния. Благодаря гравитации люди и все другие объекты притягиваются к земле, а земля и все планеты Солнечной системы притягиваются к Солнцу. Гравитация это постоянное воздействие тел друг на друга, это явление, которое обусловливает закон всемирного тяготения

Очень важно понимать одну вещь — чем массивнее тело, тем большей гравитацией оно обладает. Земля имеет огромную массу, поэтому мы притягиваемся к ней, а Солнце весит в несколько миллионов раз больше, чем Земля, поэтому наша планета притягивается к звезде

Альберт Эйнштейн, один из величайших физиков, утверждал, что тяготение между двумя телами происходит из-за искривления пространства-времени. Учёный был уверен, что пространство, подобно ткани, может продавливаться, и чем массивнее объект, тем сильнее эту ткань он будет продавливать. Эйнштейн стал автором теории относительности, которая гласит, что всё во Вселенной относительно, даже такая величина, как время.