Toate corpurile fizice experimentează acțiunea forțelor de gravitație reciprocă. Legea fundamentală care reglementează forțele gravitaționale a fost formulată de Newton și se numește legea gravității lui Newton. Legea spune: între două puncte materiale, forțele de atracție reciprocă acționează direct proporțional cu produsul maselor acestor puncte și invers proporțional cu pătratul distanței dintre ele:
R12 este vectorul de rază din care se face trasarea
Din (1) avem Mzemi = 6.10 24 kg
Coeficientul f este numit constanta gravitationala (constanta gravitationala). Este numeric egal cu forța de atracție reciprocă dintre două puncte materiale ale aceleiași unități de masă, care se află la o distanță de o unitate una de alta. constant gravitational determinată empiric, f = (6,67 - + 0,01) .10 -11 Nm 2 / kg 2 (în 1798 Kavendysh YG).
În determinarea forței gravitației reciproce dintre două corpuri, care nu pot fi considerate puncte, procedați după cum urmează. Desparți întregul corp de astfel de particule mici, care pot fi luate pentru punctele selectate în al doilea corp și să definească un chasttsu forțe atractive rezultante ale tuturor particulelor din primul corp. Apoi faceți același lucru pentru toate celelalte particule ale celui de-al doilea corp și luați suma; această sumă reprezintă puterea acțiunii primului corp asupra celui de-al doilea. Prin a treia lege a lui Newton se determină forța care acționează asupra primului corp.
Calculele au fost efectuate pentru bile dintr-o substanță omogenă, relevă că forța rezultantă gravitației aplicată în centrul fiecărui Shchara și m2 egal FM1 / R 2 (R - distanța între centre). Astfel, legea gravitației în forma (1) este corectă atât pentru punctele materiale cât și pentru bilele de material omogen.
Din legea gravitației universale este posibilă determinarea masei Pământului. pentru că forță tyazhestimg. acționând pe corpul m masă, situat pe suprafața Pământului, este forța interacțiunii gravitaționale a acestui corp cu Pământul, atunci
Mg = fmMs / R 2. unde Ms = gR2 / f. M3 = 6,10 24 kg.
Mai mult, forța gravitațională care acționează din Soarele de masă M0 asupra Pământului de masă M3. este o forță centripetală; Pământul se rotește aproximativ uniform în jurul Soarelui de-a lungul unui cerc de rază R egal cu distanța de la Pământ la sol. atunci
Având în vedere că viteza orbitală a Pământului V este 2 πR / T, găsim masa Soarelui:
unde T este perioada de revoluție a Pământului în jurul Soarelui.
Prin aceeași formulă, se poate găsi și masa planetei Mn. dacă un satelit mc cu o perioadă Tc este tras în jurul acestuia la o distanță R ".
Distanta de la planeta la satelit se gaseste si din formula (2) sau 4 2 R / T 2 = fM0 / R 2. de unde distanta necesara
unde T este perioada de revoluție a planetei în jurul Soarelui.
Permiteți-mi să vă reamintesc că greutatea unui corp este forța cu care acest corp acționează ca rezultat al gravității spre Pământ pe un suport (sau suspensie) care menține corpul liber de a cădea.
Greutatea corporală se manifestă numai atunci când corpul se mișcă cu o accelerație diferită de g. și anume Atunci când alte forțe acționează asupra corpului în afară de gravitate. Starea corpului, în care se mișcă numai sub acțiunea gravitației, se numește stare de greutate.
Greutatea corporală depinde de înălțimea poziției sale deasupra nivelului mării și de latitudinea geografică a terenului.
Deci, dacă la nivelul mării forța gravitațională care acționează asupra corpului masei m pe partea Pământului este egală cu
F0 = fmM3 / R2 (aici R = 6370 km este raza Pământului),
apoi la o altitudine h deasupra nivelului mării
Luând raportul dintre aceste forțe, ajungem
F0 / F = (R + h) 2 / R 2 1 + 2h / R. Termenul h 2 / R 2 este mic în comparație cu cf. cu alții și el este neglijat. atunci
Ie cu înălțimea crescătoare a corpului h deasupra nivelului mării, forța gravitațională care acționează asupra ei, manifestată ca greutatea corpului, scade.
Prezența munților, secțiuni ale crustei pământului cu densitate anormală în apropierea corpurilor cântărite etc. afectează și valoarea greutății lor. Aceasta este baza uneia dintre metodele de determinare a densității rocilor, explorării mineralelor etc. (metoda gravimetrică).
Deoarece distanța de la centrul Pământului la poli este mai mică decât la ecuator, greutatea unuia sau a altui corp la pol este mai mare decât la ecuator. Aceasta determină parțial dependența de greutatea corpurilor pe geogr. latitudinea terenului. Dar motivul principal pentru determinarea dependenței greutății corpurilor de latitudine este rotația zilnică a Pământului în jurul axei sale.
Pe corpul care se află pe suprafața Pământului și se rotește cu el, forța centripetală F = m2Rcos budetă va acționa. care depinde de latitudinea și care modifică greutatea corporală. și R sunt viteza unghiulară de rotație și raza Pământului. Greutatea corporală la latitudine este
Atunci când se deplasează corpul pol la ecuator greutății sale este în descreștere în mărime de monoton valoarea de la mg pol la o valoare mg (1 - 2 R / g) la ecuator. Cu toate acestea, această modificare a greutății corporale cu o schimbare a latitudinii este mică, deoarece valoarea 2 R / g este de numai 1/289.
Direcția forței de greutate corporală Р, se abate de la direcția spre centrul pământului cu un unghi , a cărui valoare depinde de latitudinea . Forța Р va fi îndreptată spre centrul Pământului numai la pol și la ecuator. Abaterea maximă a direcției greutății corporale de la direcția spre centrul Pamântului va fi la latitudinea = 45 0.
Astfel, forța tyagoteniyamg = fmm / R2 (aici g = fM / R2) care acționează asupra m de masă corporală de Pământ și în funcție de mărimea numai a corpului distanța de la centrul Pământului este întotdeauna îndreptată spre centrul pământului nu este egală cu greutatea acestui corp, chiar dacă este în repaus relativ la Pământ.
Se numește mișcarea corpului, care are loc numai sub acțiunea gravitației sale. cădere liberă. Accelerația căderii libere (accelerația datorată gravitației) g = P / m. Este același pentru toate corpurile și depinde doar de latitudinea și altitudinea geografică deasupra nivelului mării. Valoarea standard (normală) de g, acceptată pentru calcule, este de 9,80665 m / s 2.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: