Параграф 15 Физика 9 класс Пёрышкин | Конспект

🌌 Закон всемирного тяготения

🪐 Определение закона всемирного тяготения

Закон всемирного тяготения гласит, что между любыми двумя телами во Вселенной действуют силы притяжения.

• Эта сила прямо пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

• Этот закон объясняет не только взаимодействие тел на Земле, но и движение планет, Лун и других небесных тел.

• Формулировка закона была предложена Исааком Ньютоном в 1687 году и легла в основу многих физических теорий.

• Закон всемирного тяготения универсален и действует для любых объектов, обладающих массой.

📐 Формула закона и её применение

Основная формула закона всемирного тяготения записывается как F = G * m1 * m2 / r².

• В данной формуле F — сила притяжения.

• m1 и m2 — массы взаимодействующих тел.

• r — расстояние между их центрами.

• G — гравитационная постоянная, равная 6,67 * 10⁻¹¹ Н·м²/кг².

• Значение G было экспериментально определено Генри Кавендишем в 1798 году.

• Эта формула даёт точные результаты при условии, что размеры тел малы по сравнению с расстоянием между ними или если одно из тел обладает значительно большей массой.

🚧 Границы применения формулы и исключения

Формула справедлива, если тела можно рассматривать как точечные массы или если одно тело значительно больше другого.

• В противном случае необходимо учитывать распределение массы и форму объектов.

• Если одно из тел — это планета или шар, то расстояние r берут от центра этого тела.

• Когда тела имеют сложную структуру и форму, например, многослойные концентрические сферы, применяются более сложные методы расчёта для нахождения силы притяжения.

🌍 Применение закона к Земле и другим небесным телам

Для расчётов силы притяжения на поверхности Земли закон Ньютона упрощается, и радиус Земли принимается за расстояние между телами.

• Это позволяет определить силу притяжения на поверхности и ускорение свободного падения.

• Влияние Земли на окружающие её тела, включая Луну и искусственные спутники, также подчиняется этому закону.

• Закон всемирного тяготения объясняет устойчивость орбит планет и спутников.

🌊 Проявления закона в реальной жизни

Примером действия закона всемирного тяготения является свободное падение объектов на Земле.

• Ускорение, с которым падают тела, вызвано силой притяжения Земли.

• Эта сила притягивает все предметы с одинаковой по модулю силой, что наблюдается в экспериментах Галилея.

• Закон также объясняет явление приливов и отливов на Земле, вызванное взаимодействием с Луной.

• Это универсальное свойство действует на всех уровнях, от микрочастиц до звёздных систем, определяя структуру и движение Вселенной.

💎 База параграфа

• 📐 Величины и формулы:

  • Сила тяготения (F) — измеряется в Ньютонах (Н). F = G * m1 * m2 / r².

  • Гравитационная постоянная (G) — фундаментальная константа. G = 6,67 * 10⁻¹¹ Н·м²/кг².

  • Массы (m1, m2) — измеряются в килограммах (кг).

  • Расстояние (r) — измеряется в метрах (м).

• 🔢 Цифры и константы:

  • 1687 год — публикация закона Исааком Ньютоном.

  • 1798 год — экспериментальное определение G Генри Кавендишем.

  • 6,67 * 10⁻¹¹ Н·м²/кг² — численное значение гравитационной постоянной.

• 🧪 Явления и опыты:

  • Опыт Генри Кавендиша — измерение притяжения между свинцовыми шарами с помощью крутильных весов.

  • Приливы и отливы — результат гравитационного воздействия Луны на Землю.

  • Свободное падение — проявление силы тяготения вблизи массивного тела.

• 📖 Определения:

  • Всемирное тяготение — явление взаимного притяжения всех тел, обладающих массой.

  • Гравитационная постоянная — коэффициент пропорциональности в законе тяготения.

  • Точечная масса — тело, размерами которого можно пренебречь при расчёте силы притяжения.

• 👤 Личности:

  • Исаак Ньютон — открыл и сформулировал закон всемирного тяготения.

  • Генри Кавендиш — первым измерил гравитационную постоянную.

  • Галилео Галилей — проводил эксперименты по падению тел, подтверждающие действие притяжения.

📝 Подведем итоги

• Закон всемирного тяготения объединяет земную и небесную механику в единую систему.

• Сила гравитации зависит только от масс объектов и расстояния между ними.

• Гравитационная постоянная G — одна из важнейших констант, определяющая «силу» взаимодействия во Вселенной.

• Благодаря этому закону мы понимаем причины приливов, удерживание Луны на орбите и падение тел на Землю.

• Формула Ньютона точна для точечных масс и сферических тел, что покрывает большинство астрономических задач.