Откриването и прилагането на закона на световната гравитация. История на откриването на закона на световната гравитация - описание, характеристики и интересни факти стойността на отварянето на закона на света

Подадените материали могат да се използват при провеждане на урок, конференция или семинар за решаване на проблеми по темата " света пълно гравитация”.

Целта на урока: да покаже универсалния характер на световната общност.

Задачи Урок:

изследване на закона на света и границите на неговото използване;
разгледа историята на откриването на закона;
показват причинно-следствените взаимоотношения на законите на Кеплер и Закона за световната комуникация;
показват практическото значение на закона;
закрепете проучваната тема при решаване на задачи за качество и сетълмент.

Оборудване: прожекционно оборудване, телевизор, видеорекордер, видеоклипове "на световната комуникация" "за силата, която управлява света."

Да започнем урок с повторението на основните понятия на механиката.

Какъв секция на физиката се нарича механика?

Какво наричаме кинематични средства? (Секция на механиката, описваща геометричните свойства на движението, без да се вземат предвид масите на телата и текущите сили.) Какви видове движение знаете?

Какъв въпрос решава динамиката? Защо, каквато и да е, телата се движат? Защо се случва ускорението?

Избройте основните физически количества кинематика? (Преместване, скорост, ускорение.)

Избройте основните физически количества високоговорители? (Маса, сила.)

Какво е телесно тегло? (Физическо количество, количествено характеризират свойствата на телата, придобиват различни скорости, когато взаимодействат, т.е. характеризиращи инертните свойства на тялото.)

Какъв физически размер се нарича сила? (Сила - физическо количество, Количествено характеризиращи външния ефект върху организма, в резултат на което тя придобива ускорение.)

Кога тялото се движи равномерно и явно?

В този случай тялото се движи с ускорение?

Словото на Нютон III - законът за взаимодействие. (Органите действат помежду си със силите, равни по размер и противоположни в посоката.)

Повторихме основните понятия и основните закони на механиката, които ще ни помогнат да проучим обекта на класовете.

(На дъската или екрана и чертеж.)

Днес трябва да отговорим на въпроси:

защо има капка в тела на земята?
защо планетите се движат около слънцето?
защо луната се движи около земята?
как да обясним съществуването на земята на приливи и море и океани?

Според Нютон II, тялото се движи със ускорение само в сила. Силата и ускорението са насочени в една посока.

ОПИТ. Топка рейз на височина и освобождаване. Тялото пада надолу. Знаем, че земята го привлича, т.е. силата на гравитацията действа върху топката.

И само земята има способността да действа по всички тела със силата, наречена Силата на гравитацията?

Исак Нютон

През 1667 г. английският физик Исак Нютон предложи силите на взаимното привличане да действат между всички органи.

Сега те се наричат \u200b\u200bсветовни сили или гравитационни сили.

Така: между тялото и земята, между планетите и слънцето, между луната и земятаакт силите на световната гравитацияобобщени в закона.

ПРЕДМЕТ. Законът за глобалната гравитация.

По време на окупацията ще използваме познанията за историята на физиката, астрономията, математиката, законите на философията и информацията от популярната научна литература.

Ще се запознаем с историята на откриването на световната общност. Няколко студенти ще изпълняват с малки съобщения.

Съобщение 1. Ако вярвате на легендата, тогава в откриването на закона на света, ябълката е виновна, падането на това е наблюдавано Нютон. На тази тема има свидетелство за съвременния биограф на Нютон:

"След обяд се преместихме в градината и пиехме чай под сянката на няколко ябълкови дървета. Сър Исак ми каза, че той е точно в такава атмосфера, когато за пръв път дойде мисълта за гроба. Това е причинено от падането на ябълката. Защо една ябълка винаги пада рязко, помисли си за себе си. Трябва да има привлекателна сила на материята, концентрирана в центъра на земята, пропорционална на нейния номер. Затова ябълката привлича земята точно като земната ябълка. Следователно трябва да има сила, подобна на тази, която наричаме тежестта, която се простира в цялата вселена. "

Тези мисли окупираха Нютон още през 1665-1666 г., когато той, начинаещ учен, беше в къщата на селото, където напусна Кеймбридж във връзка с епидемията на чумата, която покрива големите градове на Англия.

Беше публикувано това голямо откритие след 20 години (1687 г). Не всичко се събира в Нютон със своите предположения и изчисления, и е човек с най-висока степен на себе си, той не можеше да публикува преди края на резултатите. (Биография I. Newton.) (Приложение № 1.)

Благодаря ви за съобщението. Не можем да проследим детайлите на мислите на Нютон, но все пак ще се опитаме да ги възпроизведем в общи линии.

Текст на черна дъска или екран. Нютън използва научен метод в работата си:

от тези практики,
по математическата им обработка
към общия закон и от него
към последствията, които се проверяват отново на практика.

Каква практика са били известни тези практики на Исак Нютон, който е отворен в науката до 1667?

Съобщение 2. Aven преди хиляда години беше отбелязано, че на мястото на небесните осветителни тела можете да предскажете разливите на реките и затова културите са календари. На звездите - да намерим правилния път за морски кораби. Хората се научиха как да изчислят сроковете на затъмнението на слънцето и луната.

Роден е астрономия на науката. Името му се случи от две гръцки думи: "Астрон", което означава звездата и номос, че на руски език означава закон. Това означава, че науката за звездните закони.

За да се обясни движението на планетите, бяха изразени различни предположения. Известният гръцки астроном Птолемей през II век пр. Хр. Вярваше, че центърът на Вселената се приземи около която луната, живак се върти, Венера, Слънце, Марс, Юпитер, Сатурн.

Развитието на търговията между Запада и Изток през XV век представи повишените изисквания за навигацията, дава тласък на по-нататъшното изследване на движението на небесните тела, астрономия.

През 1515 г. великият полски учен Николай Коперърн (1473 - 1543), много удебелен човек, опровергава доктрината за неподвижност на земята. За учението на Коперник слънцето е в центъра на света. Около слънцето извади пет планети, известни по това време и земята, която също е планета и не се различава от другите планети. Коперник твърди, че ротацията на земята около слънцето е осъществена за годината, а въртенето на земята около оста се извършва на ден.

Идеите на Николай Копернич продължават да развиват италианския мислител Йордан Бруно, великият учен Галилео Галилея, датски астроном тиха суша, германски астроном Йохан Кеплер. Първите предположения бяха направени, че не само земята привлича телата, но слънцето привлича планетите за себе си.

Първите количествени закони, които отвориха пътя към идеята за световната гравитация, бяха законите на Йохан Кеплер. Какви са заключенията на Кеплер?

Съобщение 3. Йохан Кеплер, изключителен немски учен, един от създателите на небесната механика, в продължение на 25 години в условията на най-тежките нужди и бедствия обобщени данни за астрономическите наблюдения на движението на планетите. Трия закон говорят за това как се получават планетите.

Според първия закон на Кеплер планетите се движат по затворени криви, които се наричат \u200b\u200bелипси, в един от фокуса, на който се намира слънцето. (Пробното проектиране на материал за издаване на екрана е представено в приложението.) (Приложение № 2.)

Движещи се планети с променяща се скорост.

Квадратите на циркулационните периоди на планетите около слънцето принадлежат като кубчета от големите им полусъветци.

Тези закони са резултат от математическо обобщение на данните за астрономическите наблюдения. Но това беше напълно неразбираемо защо планетата се движи "умно". Законите на Кеплер трябваше да бъдат обяснени, т.е. да извадят от друг, по-общ закон.

Нютон решава тази сложна задача. Той доказа, че ако планетите се движат около слънцето в съответствие със законите на Кеплер, тогава трябва да се експлоатира силата на слънцето.

Силата на гравитацията е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между планетата и слънцето.

Благодаря за представянето. Нютон доказа, че между планетите и слънцето има атракция. Силата на гравитацията е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между телата.

Но веднага възниква въпросът: това е само за планетите и слънцето, точно това законът или привличането на тела към земята го послушат?

Съобщение 4. Луната се движи около земята приблизително кръгла орбита. Това означава, че силата на луната има центрострелно ускорение на луната на земята.

Центрипеционното ускорение на Луната, когато се движи около Земята, е възможно да се изчисли по формулата: където V е скоростта на луната, когато тя се движи в орбита, R е радиусът на орбитите. Изчислението дава но \u003d 0.0027 m / s 2.

Това ускорение е причинено от силата на взаимодействие между земята и луната. Какво е тази сила? Нютон заключи, че тази сила се подчинява на същия закон като привличането на планетите на Слънцето.

Ускоряване на падащите тела на земята G \u003d 9.81 m / s 2. Ускорение при движение на луната около земята но\u003d 0.0027 m / s 2.

Нютон знаеше, че разстоянието от центъра на Земята до орбитата на Луната е около 60 пъти повече от радиуса на земята. Въз основа на това Нютон реши, че съотношението на ускоренията, което означава, че съответната сила е равна на: където R е радиусът на земята.

От това следва, че силата, която действа върху Луната, е същото, че ние наричаме силата на гравитацията.

Тази мощност намалява обратно пропорционална на квадрата на разстоянието от центъра на земята, т.е. където R е разстоянието от центъра на Земята.

Благодаря ви за съобщението. Следващата стъпка на Нютон е още по-амбициозна. Нютон заключава, че не само тялото на земята, планетите на слънцето, но и всички тела в природата са привлечени един от друг със силите, подчинени на закона на задния площад, т.е. гравитацията е световна, универсална феномен.

Гравитационните сили са фундаментални сили.

Мислете само: глобална гравитация. В световен мащаб!

Каква величествена дума! Всичко, всички тела във вселената са свързани с някои нишки. Къде е все по-разпространена, а не познаване на границите Действие Tel един към друг? Как телата се чувстват взаимно в гигантски разстояния чрез празнота?

Възможно ли е да зависим от разстоянието между телата на света?

Силата на тежестта, подобно на всяка сила, е предмет на II закон на Нютон. F \u003d. ма..

Галилея откри, че силата на гравитацията е приказка \u003d mg.. Силата на гравитацията е пропорционална на масата на тялото, за което действа.

Но силата на гравитацията е специален случай на сила на тежестта. Ето защо можем да приемем, че силата е пропорционална на масата на тялото, за което действа.

Нека има две атрактивни топки с масите m 1 и m 2. Първият от втората е силата на гравитацията. Но и на втория от първия.

Съгласно III закона на Нютон

Ако увеличите масата на първото тяло, тогава действащата сила ще се увеличи.

Така. Силата на гравитацията е пропорционална на масите на взаимодействащите тела.

В крайна сметка законът за глобалната гравитация е формулиран от Нютон през 1687 г. в работата "Математически старт на естествената философия": " Всички тела са привлечени един от друг със сила, пряко пропорционална на масите и обърнат пропорционалния квадрат на разстоянието между тях. "Силата е насочена по права линия, свързваща материалните точки.

G е постоянна световна гравитационна константа.

Защо топката падна на масата (топката взаимодейства със земята), а двете топки, лежащи на масата, не се привличат като забележими?

Нека да разберем смисъла и единиците за измерване на гравитационната константа.

Гравитационната константа е числено равна на силата, с която два тела са привлечени с маса от 1 кг, разположена на разстояние 1 m един от друг. Мащабът на тази сила е 6.67 · 10 -11 N.

; ;

През 1798 г. цифровото значение на гравитационната константа за първи път идентифицира английския учен Хенри Кавендиш с помощта на усукани скали.

G - Много малки, така че две тела на земята се привличат с много ниска сила. Тя е незабелязана от видимо око.

Фрагмент на филма "на световното твърдо". (За опита на Кавендиш.)

Границите на приложимостта на закона:

за материални точки (органи, чиито размери могат да бъдат пренебрегнати в сравнение с разстоянието, на което телата взаимодействат);
за тела на сферична форма.

Ако телата не са материални моменти, тогава се изпълняват законите, но изчисленията са сложни.

От закона за глобалната гравитация следва, че всички тела имат имуществото да се привличат - собствеността на гравитацията (гравитация).

От II на закона на Нютон, ние знаем, че масата е мярка за инертност Тел. Сега можем да кажем, че масата е мярка за две универсални свойства на тялото - инертност и гравитация (гравитация).

Нека се върнем към концепцията научен метод: Нютон обобщава тези практики по математическа обработка (която беше известна пред него в науката), донесе закона на световните дела и получи разследването.

Worldwide е универсален:

Въз основа на теорията на теорията на Нютон, беше възможно да се опише движението на природни и изкуствени тела в слънчевата система, да се изчислят орбитите на планетите и кометата.
Въз основа на тази теория, съществуването на планетите: уран, Нептун, Плутон и Сателит Sirius бяха предвидени. (Приложение № 3.)
В астрономията законът на глобалната гравитация е фундаментален, въз основа на който се изчисляват параметрите на движението на космическите обекти, техните маси се определят.
Предвижда се началото на приливите и моретата и океаните.
Определят се траекторите на черупките и ракетите, а отлаганията на тежки руди се убождат.

Откриването на световния акт на Нютон е пример за решаване на основната задача на механиката (определя позицията на тялото по всяко време).

Фрагмент на видеофилма "за сила, който управлява света".

Ще видите как се използва светът на световната гравитация на практика при обяснение на природата явления.

Законът на световното здраве

1. Четири топки имат едни и същи маси, но различни размери. Каква двойка топки ще бъдат привлечени с повече енергия?

2. Какво привлича към себе си с повече сила: Земята - Луна или Луна - Земя?

3. Как ще се промени силата на взаимодействието между телата с увеличаване на разстоянието между тях?

4. Къде е тялото с повече енергия, тялото ще бъде привлечено: на повърхността или на дъното на кладенеца?

5. Как ще промяната на силата на взаимодействието на две тела m и m промяна, ако масата на един от тях се увеличи 2 пъти и да се намали масата на още 2 пъти, без да се променят разстоянията между тях?

6. Какво се случва със силата на гравитационното взаимодействие на две тела, ако разстоянието между тях се увеличава 3 пъти?

7. Какво ще се случи със силата на взаимодействието на две тела, ако масата на един от тях и разстоянието между тях се увеличават 2 пъти?

8. Защо не забелязваме привличането на околните тела един към друг, въпреки че привличането на тези тела към земята е лесно да гледате?

9. Защо бутонът, който се отдръпва от палтото, пада на земята, защото е много по-близо до човека и го привлича?

10. Планетите се движат в орбитите си около слънцето. Къде е силата на гравитацията, действаща върху планетите от слънцето? Къде е ускорението на планетата навсякъде в орбита? Колко насочена скорост?

11. Какво се обяснява с присъствието и честотата на морските приливи и пее на земята?

Семинар за решаване на проблеми

Изчислете силата на лунната атракция към земята. Масата на Луната е приблизително 7,10 22 кг, масата на земята е 6,10 24 кг. Разстоянието между Луната и Земята се счита за 384 000 км.
Земята се движи около слънцето в орбита, която може да се счита за кръгла, радиус от 150 милиона км. Намерете скоростта на земята в орбита, ако масата на слънцето е 2,10 30 кг.
Два кораба с тегло 50 000 тона всеки стои на нападението на разстояние от 1 км от другия. Каква е силата на привличането между тях?

Решете себе си

Каква сила е привлечена един от друг две тела с маса от 20 тона, ако разстоянието между техните масови центрове е 10 m?
Каква сила е привлечена от теглото на луната на тегло от 1 кг, разположена на повърхността на луната. Масата на Луната е 7.3 · 10 22 кг, а радиусът му е 1.7 · 10 8 cm?
На какво разстояние, силата на привличане между две тела с маса от 1 тона всеки ще бъде равна на 6.67 · 10 -9 N.
Две идентични топки са на разстояние 0,1 m един от друг и привличат със сила 6.67 · 10 -15 N. Каква е масата на всяка топка?
Масите на земята и планетата Плутон са почти еднакви, а разстоянията им до слънцето са приблизително като 1: 40. Намерете съотношението на тяхната сила на слънцето.

Pipcok Ltpatu:

Воронсов-Велджамин Б.А. Астрономия. - m.: Просвещение, 1994.
Goncontruk t.i. Знам света. Пространство. - m.: AST, 1995.
Громов S.V. Физика - 9. м.: Образование, 2002.
Громов S.V. Физика - 9. Механика. М.: Просвещение, 1997.
Кирин L.A., Dick Yu.i. Физика - 10. Събиране на задачи и независима работа. М.: Ilex, 2005.
Климлин I.А. Елементарна астрономия. - м.: Наука, 1991.
Кочнев с.А. 300 въпроса и отговори за Земята и вселената. - Ярослав: "Академия за развитие", 1997.
Levitan e.p. Астрономия. - m.: Просвещение, 1999.
Myakyshev G.Ya., Bukhovtsev B.B., Sotsky N.N. Физика - 10. м.: Просвещение, 2003.
Субботин G.P. Събиране на задачи за астрономия. - m.: "Аквариум", 1997.
Енциклопедия за деца. Обем 8. Астрономия. - m.: "Avanta +", 1997.
Енциклопедия за деца. Допълнителен обем. Космонавтика. - m.: "Avanta +", 2004.
Yurkin G.A. (компилатор). От училище до вселената. М.: "Млада гвардия", 1976.

Работни уроци (абстрактни уроци)

Средно аритметично общо образование

Линия UKK Б. А. Воронтсова-Велиамнова. Астрономия (10-11)

Внимание! Уебсайтът на администриране на сайта не носи отговорност за съдържанието методологично развитие, както и за съответствието на развитието на ГИФ.

Целта на урока

Разкриват емпирични I. теоретична основа Закони небесна механика, техните проявления в астрономически явления и прилагане на практика.

Урок за задачите

Проверете правосъдието на закона на световния комитет въз основа на анализа на движението на луната около земята; Докаже, че от законите на Кеплер следва, че слънцето докладва за ускорението на планетата, обратно пропорционално на квадрата на разстоянието от слънцето; изследвайте явлението на възмутеното движение; Прилагат закона на световната общност за определяне на масите на небесните тела; Обяснете явлението на приливи като следствие от проявлението на света на глобалната гравитация в взаимодействието на Луната и земята.

Дейности

Изграждане на логически орални изявления; хипотеза; Извършване на логически операции - анализ, синтез, сравнение, обобщение; формулират изследователски цели; изготвя план за проучване; включете работата на групата; прилага и коригира проучния план; да представи резултатите от работата на групата; Отражение на когнитивната дейност.

Ключови концепции

Законът за глобалната гравитация, явлението на смущеното движение, явлението на приливните приливи, усъвършенства третия закон на Кеплер.

№	Сценично име	Методически коментар
1	1. Мотивация за дейности	По време на обсъждането на въпросите се подчертават средните елементи на законите на Кеплер.
2	2. Актуализиране на опита и предшестващи познания за учениците и фиксирането на трудностите	Учителят организира разговор за съдържанието и границите на приложимостта на законите на Кеплер, Законът на Световния комитет. Дискусията се основава на знанията на учениците от хода на физиката относно закона на световната общност и нейните приложения към обяснението на физическите явления.
3	3. Поставяне задача	Използвайки слайдшоу, учителят организира разговор за необходимостта от доказване на правосъдието на световната общност, изучаването на смущеното движение на небесните органи, намирането на метод за определяне на масите на небесните тела и проучванията на явлението приливи. Учителят придружава процеса на разделяне на учениците на проблемни групи, които решават една от астрономическите задачи и инициира обсъждане на целите на групата.
4	4. Изготвяне на план за преодоляване на трудностите	Учениците в групи въз основа на целта, формулират въпроси, които искат да получат отговори, и да направят план за постигане на целта. Учителят коригира заедно с групата всеки от плановете на дейност.
5	5.1 Изпълнение на избрания план за дейност и изпълнение независима работа	Портрет I. Нютон е представен на екрана по време на изпълнението на независими групови дейности. Учениците прилагат план, използвайки съдържанието на учебника § 14.1 - 14.5. Учителят се адаптира и изпраща работа в групи, подкрепяйки дейностите на всеки ученик.
6	5.2 Изпълнение на избрания план за дейността и независима работа	Учителят организира представянето на групата 1 от работните резултати въз основа на задачите, представени на екрана. Останалите ученици очертават основните идеи, изразени от членовете на групата. След подаване на данни, учителят се фокусира върху корекцията на плана, която участниците, извършени в процеса на неговото прилагане, иска да формулира концепциите, с които учениците се срещнаха за първи път по време на работата.
7	5.3 Изпълнение на избрания план за дейността и независима работа	Учителят организира представянето на групата 2 от резултатите от работата. Останалите ученици очертават основните идеи, изразени от членовете на групата. След подаване на данни, учителят се фокусира върху корекцията на плана, която участниците, извършени в процеса на неговото прилагане, иска да формулира концепциите, с които учениците се срещнаха за първи път по време на работата.
8	5.4 Изпълнение на избрания план за дейността и независимата работа	Учителят организира представителството на група от 3 резултата. Останалите ученици очертават основните идеи, изразени от членовете на групата. След подаване на данни, учителят се фокусира върху корекцията на плана, която участниците, извършени в процеса на неговото прилагане, иска да формулира концепциите, с които учениците се срещнаха за първи път по време на работата.
9	5.5 Изпълнение на избрания план за дейността и независима работа	Учителят организира представянето на групата 4 от резултатите от работата. Останалите ученици очертават основните идеи, изразени от членовете на групата. След подаване на данни, учителят се фокусира върху корекцията на плана, която участниците, извършени в процеса на неговото прилагане, иска да формулира концепциите, с които учениците се срещнаха за първи път по време на работата.
10	5.6 Изпълнение на избрания план за дейността и самообслужване	Учителят, използвайки анимацията, обсъжда динамиката на появата на прилива на определена част от земната повърхност, подчертава влиянието на не само луната, но и слънцето.
11	6. Рефлексиране на дейността	По време на обсъждането на отговорите на отразяващи въпроси е необходимо да се съсредоточи върху методологията за изпълнение на задачи с групи, коригиране на плана за дейността при неговото прилагане, практическото значение на получените резултати.
12	7. Домашна работа

Урок 1(Запишете темата и целта на урока в преносими компютри)

Законът за глобалната гравитация. Ускоряване свободно падане на земята и други планети

Целта на урока:

Разгледайте закона за глобалната гравитация, покажете практическото му значение.

По време на класовете

I.. Нов материал (Направете резюме в преносими компютри)

Датски астроном тихо Брага, много години, гледайки движението на планетите, натрупа многобройни данни, но не успя да ги обработи. Това направи своя студент Йохан Кеплер. Използвайки идеята за Copernicus за хелиоцентричната система и резултатите от наблюденията на тиха суша, Кеплер е инсталирал законите на движението на планетите около Слънцето. Но Кеплер не успя да обясни динамиката на движението. Защо планетите обръщат слънцето според такива закони? Този въпрос беше в състояние да отговори на Исак Нютон, като използва законите на движение, установени от Кеплер, и общите закони на ораторите.

Нютон предложи редица явления на пръв поглед да нямат нищо да правят нищо (падането в телата на земята, привлекателността на планетите около слънцето, движението на луната около земята, приливите и потока и т.н.), причинени от една причина. След като прекараха многобройни изчисления, Нютон стигна до заключението, че небесните тела са привлечени един от друг със сила, пряко пропорционална на продукта на техните маси и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях. Нека покажем как Нютон стигна до това заключение.

От втория закон "динамиката следва, че ускорението, което получава органа под действието на сила, е обратно пропорционално на масата на тялото. Но ускорението на свободното падане не зависи от телесното тегло. Това е възможно само ако Силата, с която Земята привлича тялото, промените в съотношението масово тяло.

Съгласно третия закон на силата, с който телата взаимодействат са равни. Ако силата, действаща върху едно тяло е пропорционална на масата на това тяло, тогава силата, равна на нея, действаща върху втория орган, очевидно е пропорционална на масата на второто тяло. Но поради това силите, действащи върху двата тела, са равни, те са пропорционални на масата и първото и второто тяло.

Нютон изчисли съотношението на радиуса на луната орбити към радиуса на земята. Съотношението е 60. и съотношението на ускорението на свободното падане на земята до центрофуционното ускорение, с което се превръща около Земята на Луната, е 3600. Следователно ускорението е обратно пропорционално на квадрата на разстоянието между разстоянието между тела.

Но според второто нютон, силата и ускорението са свързани с пряка зависимост, силата е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между телата.

Исак Нютон откри този закон на 23-годишна възраст, но 9 години не публикува, тъй като неправилните данни за разстоянието между земята и луната не потвърдиха идеята му. И само когато това разстояние е изяснено, Нютон през 1667 г. публикува закона за глобалната гравитация.

Силата на гравитационното взаимодействие на две тела (материални точки) с масите t.1 I. t.2 равни:

където Г. - Гравитационна константа, r. - Разстояние между тела.

Гравитационната константа е числено равна на модула на силата, действаща върху тялото с тегло 1 kg от другото тяло на една и съща маса на разстоянието между телата, равни на 1 m.

За първи път гравитационната константа се измерва от английския физик в град Cavendis през 1788 г. с помощта на устройство, наречено усукани скали. G. Cavendish осигури две малки оловни топки (с диаметър 5 см и с тегло 775 g) в противоположните краища на двуметровия прът. Пръчката се суспендира на тънка жица. Две големи оловни топки (20 см с диаметър и маса от 45,5 кг) бяха близо до малки. Силите на атракцията от големи топки бяха принудени да се движат малки, докато проводникът беше усукан. Степента на усукване беше мярка за сила, действаща между топките. Експериментът показва, че гравитацията е в синтик g \u003d 6.66 × 1011 nm2 / kg2.

Граници на приложимостта на закона

Законът за света е приложим само за материални пунктове, т.е. за тела, чиито размери са значително по-малки от разстоянията между тях; тела с форма на топка; За топка от голям радиус, който взаимодейства с тела, размерите на които са значително по-малки от размерите на топката.

Но законът не е приложим, например, за да взаимодейства с безкрайната пръчка и топка. В този случай силата на тежестта е обратно пропорционална само на разстоянието, а не квадрата на разстоянието. И силата на привличане между тялото и безкрайната равнина обикновено е независима от разстоянието.

Земно притегляне

Специален случай на гравитационни сили е силата на привличането към земята. Тази сила се нарича сила на тежестта. В този случай законът на световната общност има формата:

където t. - телесно тегло [kg],

М. - маса на земята [kg],

R. - радиуса на земята [m],

х. - височина над повърхността [m].

Но силата на гравитацията Е.T \u003d. mg.От тук и ускорението на свободното падане.

На повърхността на земята ( х. = 0) .

Ускоряването на свободното падане зависи

♦ от височина над повърхността на земята;

♦ от ширината на терена (земя - неинерционна справочна система);

♦ от плътността на породите земна кора;

♦ от формата на земята (поляците са затворени).

В горната формула за G не се вземат предвид последните три зависимост. В същото време още веднъж подчертаваме, че ускорението на свободното падане не е 1 зависи от телесното тегло.

Прилагане на закона при отваряне на нови планети

Когато планетата Уран беше открита, въз основа на закона на световната общност, тя е изчислена от орбитата си. Но истинската орбита на планетата не съвпада с изчисления. Те предложиха възмущение на орбитата да причини присъствието на друга планета зад уран, който орбитата му променя силата си. Да намеря нова планетаНеобходимо е да се реши системата от 12 диференциални уравнения с 10 неизвестни. Тази задача е извършена от студента на Ang - Jai ADAMC; Той изпрати решението на Британската академия на науките. Но там не обръщат внимание на работата му. И френският математически ливъридж, след като решил задачата, изпрати резултата на италианската астронома гала. И той, на първата вечер, да донесе тръбата си в посочената точка, откри нова планета. Тя получи името Нептун. По същия начин, 9-та планета е отворена в годината ЗО-Д годината на ХХ век Слънчева система - Плутон.

По въпроса каква природа на силите на гроба, Нютон отговори: "Не знам, но не искам да изпълня хипотези."

III. Упражнения и въпроси за повторение (орално)

Как се формулира законът за глобалната гравитация?

Какви видове прави формулата на света на световната гравитация за материални точки?

Какво наричат \u200b\u200bгравитационната константа? Какво я има физически знаме? Каква е стойността в SI?

Какво се нарича гравитационно поле?

Дали силата зависи от свойствата на средата, в която се намират телата?

Дали ускорението на свободното падане на тялото зависи от нейната маса?

Е силата на тежестта в различни точки на земното кълбо?

Обяснете ефекта на въртенето на земята около оста, за да се ускори свободното падане.

Как е ускорението на свободното падане при отстраняване от повърхността на земята?

Защо луната не падне на земята? ( Луната се приближава около земята, която се държи от силата на привличането. Луната не пада на земята, защото има началната скорост, движе се чрез инерция. Ако ефектът от силата на привличане на луната на земята престане, луната в права линия ще бъде гасирана в бездната космическо пространство. Спрете движението на инерция - и Луната ще падне на земята. Падането ще продължи четири дни деветнадесет часа петдесет и четири минути седем секунди. Така калциран Нютон.)

IV.. Решаване на задачи (в писмен вид в преносими компютри с регистрация !!!)

Задача 1.

На какво разстояние силата на привличане на две топки от масите от 1 g е равна на 6.7 · 10-17 n?

Задача 2.

Коя височина от повърхността на земята роза космически корабАко инструментите отбелязаха намаление на ускорението на свободното спадане до 4.9 m / s2?

Задача 3.

Силата на тежестта между две топки 0.0001 N. Каква е масата на един от топките, ако разстоянието между техните центрове е 1 m, а масата на друга топка 100 кг?

Домашна работа

1. Да научите §11;

2. Упражнение 5.1-5.10 (орално), 5.11-5.5.20 (в писмена форма в преносими компютри с регистрация);

3. Отговорете на въпроса за microtest:

Космическата ракета се отстранява от земята. Как ще действа силата на гроба върху ракетата, с увеличаване на разстоянието до центъра на Земята 3 пъти?

а) ще се увеличи 3 пъти; б) ще намалее 3 пъти;

в) ще намалее с 9 пъти; г) няма да се промени.

Граници на приложимостта на закона

Законът за глобалното тегло е приложим само за материални точки, т.е. за тела, чиито размери са значително по-малки от разстоянието между тях; тела с форма на топка; За топка от голям радиус, който взаимодейства с тела, размерите на които са значително по-малки от размерите на топката.

Земно притегляне

F T \u003d g ∙ mm / (R + H) 2

където m - телесно тегло (kg),

M - масова земя (kg),

R е зеленият радиус (m),

h - височина над повърхността (m).

Но силата на гравитацията f t \u003d mg, следователно mg \u003d g · mm / (R + h) 2 и ускорението на свободното падане g \u003d g ∙ m / (R + H) 2.

На повърхността на Земята (H \u003d 0) g \u003d g · m / R2 (9.8 m / s 2).

Ускоряването на свободното падане зависи

От височина над повърхността на земята;

От ширината на терена (земя - неинерционна справочна система);

От плътността на скалите на земната кора;

От формата на земята (поляците са затворени).

В горната формула за G не се вземат предвид последните три зависимост. В същото време отново подчертаваме, че ускоряването на свободното падане не зависи от телесното тегло.

Прилагане на закона при отваряне на нови планети

Когато планетата Уран беше открита, въз основа на закона на световната общност, тя е изчислена от орбитата си. Но истинската орбита на планетата не съвпада с изчисления. Те предложиха възмущение на орбитата да причини присъствието на друга планета зад уран, който орбитата му променя силата си. За да се намери нова планета, е необходимо да се реши системата от 12 диференциални уравнения с 10 неизвестни. Тази задача е извършена от английски студент Адамс; Той изпрати решението на Британската академия на науките. Но там не обръщат внимание на работата му. И френският математически ливъридж, след като решил задачата, изпрати резултата на италианската астронома гала. И той, на първата вечер, да донесе тръбата си в посочената точка, откри нова планета. Тя получи името Нептун. По същия начин, през 30-те години на ХХ век, 9-та планета на слънчевата система - Плутон е отворена.

По въпроса каква природа на силите на гроба, Нютон отговори: "Не знам, но не искам да изпълня хипотези."

В. Въпроси за осигуряване на нов материал.

В въпросите на екрана за повторение

Как се формулира законът за глобалната гравитация?

Какви видове прави формулата на света на световната гравитация за материални точки?

Какво наричат \u200b\u200bгравитационната константа? Какво е физическото й значение? Каква е стойността в SI?

Какво се нарича гравитационно поле?

Дали силата зависи от свойствата на средата, в която се намират телата?

Дали ускорението на свободното падане на тялото зависи от нейната маса?

Е силата на тежестта в различни точки на земното кълбо?

Обяснете ефекта на въртенето на земята около оста при ускорението на свободното падане.

Как е ускорението на свободното падане при отстраняване от повърхността на земята?

Защо луната не падне на земята? ( Луната се приближава около земята, която се държи от силата на привличането. Луната не пада на земята, защото има началната скорост, движе се чрез инерция. Ако ефектът от силата на привличане на луната на земята престане, луната в права линия ще бъде усукана в бездната на външното пространство. Спрете движението на инерция - и Луната ще падне на земята. Fall ще продължи четири дни дванадесет часа на петдесет и четири минути седем секунди. Така изчислено Нютон.)

VI. Решаване на задачи по темата за урока

Задача 1.

На какво разстояние силата на привличане на две топки от масите на 1G е равна на 6.7 · 10 -17 N?

(Отговор: R \u003d 1м.)

Задача 2.

Каква височина от повърхността на земята се повиши космически кораб, ако инструментите отбелязаха намаляването на ускорението на свободното спадане до 4.9m / s 2?

(Отговор: h \u003d 2600 км.)

Задача 3.

Силата на тежестта между две топки 0.0001N. Каква е масата на един от топките, ако разстоянието между техните центрове е 1 м, и масата на друга топка 100 кг?

(Отговор: приблизително 15 тона.)

Обобщаване на урока. Размисъл.

Домашна работа

1. Да научите §15, 16;

2. извършват упражнение 16 (1, 2);

3. За тези, които искат: §17.

4. Отговорете на въпроса за microtest:

А) ще се увеличи 3 пъти; Б) ще намалее 3 пъти;

В) ще намалее с 9 пъти; Г) няма да се промени.

Приложения: Представяне в PowerPoint.

Литература:

Иванова Л.А. "Активиране на когнитивната дейност на учениците при изучаване на физиката", "Просвещение", Москва 1982
Gomulin n.n. "Отворена физика 2.0." И "отворена астрономия" е нова стъпка. Компютър в училище: №3 / 2000. - стр. 8 - 11.
Gomulinan.n. Образователни интерактивни компютърни курсове и програми за имитация на физика // Физика в училище. М.: № 8/20. - стр. 69 - 74.
Gomulinan.n "Прилагане на нови информационни и телекомуникационни технологии в областта на физическото и астрономическото образование. Dis. Исш. 2002.
Отговор А.А., Сидоренко Ф.А. Графична подкрепа за лекции по физика. // XIII Международна конференция " Информационни технологии В образование, ITO-2003 "// Колекция от труд, част IV, - Москва - Просвещение - 2003 - с. 72-73.
Стародубцев В.А., Чернов I.p. Развитие и практическо използване на мултимедийни средства на лекции // Физическо възпитание в университетите - 2002. - обем 8. - № 1. стр. 86-91.
http // www.polymedia.ru.
Осепенника Е.В., Худиакова A.V. Работа с компютърни модели в училищни физически цех Класове // Съвременна физическа семинар: резюмета dokl. 8-та конференция на страните от Общността. - m.: 2004. - C.246-247.
Гомулина Н.н. Преглед на новата мултимедия образователни публикации По физика, въпроси на образованието, № 20, 2004.
Fizikus, nureka-klett softwareverlag gmbh- mediahauses, 2003
Физика. Основно училище 7-9 Класове: Част I, интерактивно издателство на YDP - Просвещение - Медия, 2003
Физика 7-11, физик, 2003

2.1 Отваряне на Нептун

Един от ярки примери за триумф на световния акт е откриването на планетата Нептун. През 1781 г. английският астроном Уилям Хершел отвори уранската планета. Неговата орбита е изчислена и таблицата на позициите на тази планета е съставена в продължение на много години напред. Въпреки това, проверката на тази таблица, проведена през 1840 г., показа, че данните му не са съгласни с реалността.

Учените предполагат, че отклонението в движението на уран е причинено от привличане на неизвестна планета от слънцето още по-далеч от уран. Знаейки отклоненията от изчислената траектория (смущение на движението на уран), англичанин Адам и французинът Leerright, използвайки света на глобалното, изчисляваха позицията на тази планета в небето. Адам използваше изчисленията, но наблюдателите, на които той казал на резултатите, не бързаше с инспекцията. Междувременно, Leverreier, завършил изчислението, посочи германския астроном Гале, където е необходимо да се търси неизвестна планета. На първата вечер, 28 септември 1846 г., Галле, изпращайки телескоп на посоченото място, откри нова планета. Тя се наричаше Нептун.

По същия начин, на 14 март 1930 г., планетата Плутон е отворена. Откриването на Нептун, в израза на Енгелс, на "върха на писалката" е убедително доказателство за правосъдието на световния акт на Нютон.

С помощта на световния акт е възможно да се изчисли масата на планетите и техните сателити; Обяснете такива явления като приливи и течащи вода в океаните и много други.

Световните сили са най-универсалните от всички сили на природата. Те действат между всички тела с маса и масата има всички тела. За силите на гроба няма препятствия. Те действат през всички тела.

Астрономия

XV - XVI век. бяха епохата на великия географски открития и свързани с разширяването на търговията, укрепване на класа буржоази и укрепване на борбата срещу феодализма. Търговското развитие изисква развитието на навигацията ...

Появата на планетни системи и земя

Проблемни функции химичен състав Слънчева система. Въпреки че идеята за множеството на планетарните системи, установено в астрономическата картина на света от времето на J. Bruno ...

Galaxy NGC 1275 - ядрото на натрупването на галактики в Перс

През 1905 г. вълкът в Германия открива натрупването на мъглявини в съзвездието Perseus, което е групирано точно около НГС 1275. През 20-те години на нашия век, червена промяна в радиационните спектри на много слаби мъглюнски каталог на NGC ...

Гравитационни измервания

Откриването на света на световната гравитация стана възможно само в резултат на развитието на веригата от идеи. Значителна стъпка в разбирането е направена в преподаването на Коперник, според която тежестта съществува не само на земята ...

Двойни звезди

Като правило двойните звезди в небето се откриват визуално (първото и те са отворени от древните арабами), за да променят видимия блясък (това е опасно да ги обърнете с цефеиди) и близо един до друг. Случва се понякога...

Планета Сатурн

Най-оригиналните "планети, планета Сатурн, както и Марс, е при по-тясното внимание на астрономическото население на Земята. XVII век: "Виждам пръстен" необичайна гледка към планетата Сатурн за първи път се поколеба от Галилео Галилея през лятото на 1610 ...

слънчева система

Астрономия в XXI век. Беше белязано от изключително постижение - откриването на планети извън слънчевата система, планетарните системи от други звезди. С помощта на ново поколение средства и методи на астрономическо наблюдение, от 1995 г. ...