Закон всемирного тяготения является одним из фундаментальных законов физики и изучается в 9 классе школьной программы. Этот закон, открытый Исааком Ньютоном, описывает взаимодействие между телами во Вселенной и позволяет объяснить такие явления, как движение небесных тел и падение предметов на Земле.
Основные понятия, связанные с законом всемирного тяготения, включают массу, силу притяжения и закон Гравитации Ньютона. Масса — это физическая характеристика тела, выражающаяся в количестве вещества, из которого оно состоит. Сила притяжения — это сила, с которой одно тело притягивает другое, пропорциональная их массам и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними.
Закон Гравитации Ньютона формулируется следующим образом: «Две материальные точки притягиваются силой, направленной вдоль прямой, соединяющей эти точки, пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними». Таким образом, этот закон позволяет определить силу притяжения между двумя телами и предсказать их движение.
Закон всемирного тяготения: физика 9 класс презентация
Согласно закону всемирного тяготения, все объекты во Вселенной притягиваются друг к другу силой, пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
Формула закона всемирного тяготения:
F = G * (m1 * m2) / r^2
Где:
- F — сила притяжения между объектами;
- G — гравитационная постоянная;
- m1, m2 — массы объектов;
- r — расстояние между объектами.
Сила притяжения между объектами всегда направлена по линии, соединяющей их центры масс. Этот закон объясняет движение планет вокруг Солнца, а также многие другие астрономические явления.
Для наглядной демонстрации закона всемирного тяготения можно использовать пример с падающими предметами на Земле. Чем массивнее объект, тем сильнее его притягивает Земля. Например, если бросить плоскость с бумагой и металлической подставкой, они будут падать с разной скоростью из-за разницы в их массе.
В задачах по закону всемирного тяготения можно рассчитывать силу притяжения между двумя объектами, зная их массы и расстояние друг от друга. Также можно рассчитать массу планеты или спутника, зная известные параметры их орбиты.
Основные понятия
Масса – физическая величина, определяющая количество вещества в теле и его сопротивление изменению скорости. Единицей измерения массы в Международной системе единиц (СИ) является килограмм (кг).
Сила тяготения – сила, с которой все тела притягиваются друг к другу в соответствии с законом всемирного тяготения. Зависит от массы тел и расстояния между ними.
Гравитационная постоянная (G) – фундаментальная константа, определяющая силу тяготения между двумя телами с определенными массами и расстоянием между ними.
Расстояние (r) – пространственное разделение между двумя телами. В контексте закона всемирного тяготения, расстояние между телами влияет на силу притяжения между ними.
Земное притяжение – сила, с которой Земля притягивает все находящиеся на ней предметы. Масса Земли и расстояние от нее до объекта являются основными факторами, определяющими силу земного притяжения.
Сателлит – тело, движущееся вокруг другого тела под воздействием силы тяготения. В контексте Земли, спутники – это искусственные или естественные тела, которые движутся по орбитам вокруг Земли.
Гравитационная сила притяжения
В соответствии с законом Ньютона, гравитационная сила притяжения между двумя телами прямо пропорциональна их массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для вычисления гравитационной силы притяжения выглядит так:
F = G * (m1 * m2) / r^2
где F – гравитационная сила притяжения, G – гравитационная постоянная, m1 и m2 – массы тел, r – расстояние между ними.
Гравитационная сила притяжения действует между всеми телами во Вселенной. Например, Земля притягивает к себе все объекты на ее поверхности, создавая нами осознаваемую нами силу тяжести. Гравитационная сила также ответственна за то, что планеты вращаются вокруг Солнца и спутники вращаются вокруг планет.
Расчеты гравитационной силы притяжения позволяют понять, как взаимодействуют различные тела в пространстве и каким образом это взаимодействие определяет движение этих тел. Понимание гравитационной силы притяжения позволяет научиться объяснять и предсказывать множество явлений во Вселенной.
Масса и вес тела
Вес тела — это сила, с которой оно действует на опору. Вес тела зависит от его массы и силы тяготения, которая определяется планетой, на которой оно находится. Вес измеряется в ньютонах (Н).
За счет разницы в силе тяготения на разных планетах, вес тела может меняться. Например, на Земле вес тела будет отличаться от его веса на Луне или на другой планете. Но масса тела останется неизменной.
Масса и вес тела связаны между собой следующей формулой: вес = масса × ускорение свободного падения. Ускорение свободного падения на Земле (g) приближенно равно 9,8 м/с². Таким образом, вес тела можно выразить как произведение его массы на 9,8.
Примеры:
| Тело | Масса (кг) | Вес на Земле (Н) |
|---|---|---|
| Человек | 70 | 686 |
| Яблоко | 0,1 | 0,98 |
| Солнце | 1,989 × 10^10 | 1,953 × 10^28 |
Задача:
Укажите массу и вес объекта массой 50 кг на планете, по которой ускорение свободного падения равно 20 м/с².
Закон всемирного тяготения Ньютона
Согласно закону всемирного тяготения, каждая материальная точка притягивает другую силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Математически этот закон можно представить следующей формулой:
| F = G * (m1 * m2) / r^2 |
где F — сила взаимодействия между материальными точками,
G — гравитационная постоянная,
m1 и m2 — массы материальных точек,
r — расстояние между материальными точками.
Гравитационная постоянная G равна 6,674 * 10^(-11) Н * м^2 / кг^2.
Данный закон объясняет, почему планеты движутся вокруг Солнца, почему Луна движется вокруг Земли, а также другие астрономические явления. Он также активно использовался при расчетах орбит и запуске искусственных спутников Земли.
Пример: пусть у нас есть две материальные точки с массами 100 кг и 200 кг, расстояние между ними равно 10 м. Тогда сила взаимодействия между ними будет:
| F = (6,674 * 10^(-11) * (100 * 200)) / (10^2) = 1,3348 * 10^(-7) Н |
Таким образом, сила взаимодействия составляет 1,3348 * 10^(-7) Н.
Закон всемирного тяготения Ньютона имеет большое значение как в физике, так и в астрономии. Он позволяет объяснить и предсказать множество наблюдаемых явлений, а также применяется в различных технологических решениях.
Примеры
Для лучшего понимания закона всемирного тяготения, рассмотрим несколько примеров:
| Пример | Описание |
|---|---|
| Месяц вокруг Земли | Земля притягивает Луну, поэтому Луна движется по орбите вокруг Земли. Это является примером действия закона всемирного тяготения. |
| Яблоко падает с дерева | Когда яблоко отрывается от дерева, оно начинает падать к Земле. Это происходит из-за притяжения Земли к яблоку согласно закону всемирного тяготения. |
| Солнечная система | Солнце является центром Солнечной системы и оказывает гравитационное притяжение на планеты, кометы и другие небесные тела. Это демонстрирует действие закона всемирного тяготения в масштабах всей Солнечной системы. |
Эти примеры помогают наглядно представить, как закон всемирного тяготения действует в разных ситуациях и как он объясняет множество наблюдаемых явлений во Вселенной.
Движение планет вокруг Солнца
Одним из главных открытий Ньютона было установление закона всемирного тяготения, который объясняет движение планет вокруг Солнца.
Согласно закону все тела притягиваются друг к другу силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Это значит, что Солнце притягивает планеты к себе, обеспечивая их круговое (эллиптическое) движение по орбитам.
Гравитационная сила, действующая между Солнцем и планетами, является ведущей силой, определяющей их орбитальное движение. Сила тяготения сохраняет планеты на их траекториях, создавая устойчивую систему Солнечной системы.
Мерой дальности планеты от Солнца служит астрономическая единица (а.е.). Одна астрономическая единица равна среднему расстоянию от Земли до Солнца и составляет около 150 млн. км.
Важным элементом движения планет вокруг Солнца является круговая скорость. Планеты движутся по орбитальным дугам с постоянной скоростью, которая определяется выражением:
v = 2πR/T,
где v — круговая скорость, R — радиус орбиты планеты и T — период обращения планеты вокруг Солнца.
Закон всемирного тяготения и движение планет вокруг Солнца — это важные понятия в физике, позволяющие понять устройство и функционирование Солнечной системы.
Падение предметов на Земле
Согласно закону всемирного тяготения, каждый объект в близости Земли испытывает силу притяжения, направленную к центру Земли. Именно эта сила делает возможным падение предметов вниз, притягивая их к поверхности планеты.
Сила тяжести определяется массой предмета и расстоянием до центра Земли. Чем больше масса предмета, тем сильнее будет его притяжение к Земле. В то же время, чем дальше предмет находится от центра Земли, тем слабее будет сила его притяжения.
При свободном падении предмета (в отсутствие сопротивления воздуха), его скорость будет увеличиваться с каждой секундой, а расстояние, которое он пройдет, будет зависеть от времени падения. Именно эти факторы являются основой для решения задач, связанных с падением предметов.
Падение предметов на Земле — один из фундаментальных процессов, изучаемых в физике. Понимание работы закона всемирного тяготения и его влияния на падение предметов позволяет объяснить множество аспектов нашей повседневной жизни, связанных с гравитацией.
Вопрос-ответ:
Что такое закон всемирного тяготения?
Закон всемирного тяготения — это физический закон, который утверждает, что каждое тело притягивает к себе другие тела с силой, пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Такая сила называется гравитационной силой.
Кто открыл закон всемирного тяготения?
Закон всемирного тяготения был открыт Исааком Ньютоном в 1687 году. Он формулировал данный закон в своей работе «Математические начала натуральной философии».
Как можно выразить гравитационную силу математически?
Гравитационную силу можно выразить математически с помощью формулы F = G * (m1 * m2) / r^2, где F — гравитационная сила, G — гравитационная постоянная, m1 и m2 — массы тел, r — расстояние между ними.
Какие факторы влияют на величину гравитационной силы?
На величину гравитационной силы влияют массы тел, притягивающихся друг к другу, и расстояние между ними. Чем больше массы тел и чем меньше расстояние между ними, тем больше будет гравитационная сила.
Как применять закон всемирного тяготения для решения задач?
Для решения задач, связанных с законом всемирного тяготения, необходимо использовать формулу F = G * (m1 * m2) / r^2. Из данной формулы можно выразить любую величину (массу тела, расстояние между ними или гравитационную силу), если известны остальные величины.
Что такое закон всемирного тяготения?
Закон всемирного тяготения — это закон объясняющий, как объекты притягиваются друг к другу силой, пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
Кто открыл закон всемирного тяготения?
Закон всемирного тяготения был открыт известным английским ученым Исааком Ньютоном в 1687 году. Этот закон стал одним из основополагающих в области физики и помог объяснить множество наблюдений, связанных с движением тел во Вселенной.