Odkrycie i stosowanie prawa światowej grawitacji. Historia otwarcia prawa światowego grawitacji - opis, funkcje i ciekawe fakty Wartość otwarcia prawa świata

Przedstawione materiały mogą być używane podczas prowadzenia lekcji, konferencji lub warsztatu, aby rozwiązać problemy na temat "Prawo komunikacji świata".

Celem lekcji: pokazać uniwersalny charakter prawa społeczności świata.

Lekcja zadań:

  • zbadaj prawo świata i granice jego użycia;
  • rozważ historię otwarcia prawa;
  • wyświetl relacje przyczynowe prawa Keplera i Prawo Światowej komunikacji;
  • pokazać praktyczne znaczenie prawa;
  • zabezpiecz studiowany motyw podczas rozwiązywania zadań jakościowych i rozliczeniowych.

Wyposażenie: sprzęt projekcyjny, telewizor, magnetowid, filmy "na świecie komunikacji", "o siłę, która rządzi światem".

Zacznijmy lekcję z powtarzaniem podstawowych koncepcji mechaniki.

Jaką sekcję fizyki nazywa się mechanikami?

Co nazywamy kinematyką? (Część mechaniki opisujących właściwości geometryczne ruchu bez uwzględnienia mas organów i sił prądowych.) Jakie rodzaje ruchów znasz?

Jakie pytanie rozwiązuje dynamikę? Dlaczego, z jakiego powodu, ciała poruszają się? Dlaczego pojawia się przyspieszenie?

Wymień główne ilości fizyczne kinematyki? (Przenieś, szybkość, przyspieszenie).

Wymień główne ilości fizyczne głośników? (Masa, siła.)

Jaka jest masa ciała? (Ilość fizyczna, ilościowo charakteryzująca właściwości organów, zdobywając różne prędkości podczas interakcji, czyli, charakteryzującym właściwości obojętne organizmu.)

Jakiego rodzaju rozmiaru fizycznego jest nazywane siłą? (Wartość energetyczna, ilościowo charakteryzująca działanie zewnętrznego na organizm, w wyniku czego nabywa przyspieszenie.)

Kiedy ciało porusza się równomiernie i proste?

W takim przypadku organizm porusza się z przyspieszeniem?

Słowo III Prawo Newtona - prawo interakcji. (Organy działają na siebie z siłami równymi wielkościami i przeciwnym w kierunku.)

Powtórzyliśmy podstawowe koncepcje i główne prawa mechaniki, które pomogą nam zbadać temat zajęć.

(Na pytań tablicy lub na ekranie i rysunek.)

Dzisiaj musimy odpowiedzieć na pytania:

  • dlaczego jest kropla w ciele na Ziemi?
  • dlaczego planety poruszają się po słońcu?
  • dlaczego księżyc porusza się po ziemi?
  • jak wyjaśnić istnienie na krainie pływów i morza i oceanów?

Według II Newtona ciało porusza się z przyspieszeniem tylko w mocy. Siła i przyspieszenie są skierowane w jednym kierunku.

DOŚWIADCZENIE. Ball podwyżka wysokości i zwolnienia. Ciało spada. Wiemy, że ziemia go przyciąga, czyli moc grawitacji działa na piłkę.

A tylko ziemia ma zdolność do działania na wszystkich ciałach z siłą zwaną siłą grawitacji?

Isaac Newton.

W 1667 r. Fizyk angielski Isaac Newton zasugerował, że siły wzajemnej atrakcji działały między wszystkimi organami.

Nazywają się teraz siły na całym świecie lub siły grawitacyjne.

Więc: między ciałem a ziemią, między planetami a słońcem, między księżycem a ziemiąakt siły światowej grawitacjipodsumowano w prawie.

PRZEDMIOT. Prawo globalnej ciężkości.

Podczas zawodu będziemy wykorzystywać wiedzę na temat historii fizyki, astronomii, matematyki, praw filozofii i informacji z popularnej literatury naukowej.

Zapoznajmy się z historią otwarcia prawa świata. Kilku uczniów wykonuje z drobnymi wiadomościami.

Wiadomość 1. Jeśli wierzysz legendę, a następnie w otwarciu prawa świata, jabłko jest winne, którego upadek z drzewa zaobserwowano Newton. Istnieje świadectwo współczesnego Newtona, jego biograf, na ten temat:

"Po lunchu ... Przenieśliśmy się do ogrodu i wypiliśmy herbatę pod cieniem kilku jabłoni. Sir Isaac powiedział mi, że był dokładnie w takiej atmosferze, kiedy po raz pierwszy przyszedł myśl o grobie. Było to spowodowane upadkiem jabłka. Dlaczego jabłko zawsze spada ostro, pomyślał o sobie. Musi istnieć atrakcyjna siła materii, skoncentrowana w środku ziemi proporcjonalnej do jego numeru. Dlatego jabłko przyciąga ziemię tak jak jabłko ziemskie. W związku z tym istnieje siłę podobną do tego, że nazywamy dotkliwość rozciągającą się w całym wszechświecie. "

Te myśli zajmowały już Newton w latach 1665-1666, kiedy on, początkujący naukowiec, był w swoim wiejskim domu, gdzie opuścił Cambridge w związku z epidemią plagi, która pokryła duże miasta Anglii.

Został opublikowany ten wspaniały odkrycie po 20 latach (1687 g). Nie wszystko zbiegło się w Newtona ze swoimi zgadywaniem i obliczeniami, a będąc człowiekiem najwyższej sytuacji dla siebie, nie mógł opublikować przed końcem wyników. (Biografia I. Newton.) (Załącznik nr 1.)

Dziękuje Ci za wiadomość. Nie możemy śledzić szczegółów myśli Newtona, ale nadal postaramy się odtworzyć ich ogólnie.

Tekst na tablicy lub ekranie. Newton wykorzystał metodę naukową w swojej pracy:

  • z tych praktyki,
  • przez ich matematyczne przetwarzanie
  • do prawa ogólnego i od niego
  • do konsekwencji, które są ponownie sprawdzane w praktyce.

Jaka praktyka te praktyki były znane Izaakowi Newtonowi, co było otwarte w nauce o 1667?

Wiadomość 2. Aven tysiąc lat temu zauważyło, że w miejscu oprawy niebieskiej można przewidzieć wycieki rzek, a zatem uprawy są kalendarzami. Na gwiazdach - aby znaleźć odpowiedni sposób dla statków morskich. Ludzie nauczyli się obliczyć terminy zaćmienia słońca i księżyca.

Urodziła się tak urodzona naukowa astronomia. Nazwa wystąpiła z dwóch greckich słów: "Astron", co oznacza gwiazdę i nomos, że w języku rosyjskim oznacza prawo. Oznacza to, że nauka o prawach Star.

Aby wyjaśnić ruch planety, wyrażono różne założenia. Słynny grecki astronomowy ptolemeusz w II wieku BC uważał, że centrum wszechświata był ziemię, wokół którego księżyc, rtęć obraca się, Wenus, Słońce, Mars, Jowisz, Saturn.

Rozwój handlu między Zachodem a Wschodem w XV wieku przedstawił zwiększenie wymogów dotyczących nawigacji, dał impuls do dalszego badaniem ruchu niebiańskich organów, astronomii.

W 1515 roku, wielki polski naukowiec Nikolai Kopernik (1473 - 1543), bardzo odważny człowiek, obalunkował doktrynę bezruchu Ziemi. W przypadku nauk Kopernika, Słońce jest w centrum świata. Wokół słońca wyciągnął pięć planet znanych przez ten czas i ziemię, która jest również planety i nie różni się od innych planet. Kopernik twierdził, że obrót ziemi wokół Słońca jest realizowany na rok, a obrót ziemi wokół swojej osi odbywa się dziennie.

Pomysły Nikolai Kopernika kontynuowały rozwijać włoskiego myśliciela Jordana Bruno, Wielki Naukowiec Galileo Galilee, Duński astronomowy Ciche Brage, Niemiecki astronomowy Johann Kepler. Pierwsze domysły zostały wykonane, że nie tylko ziemia przyciąga ciała, ale słońce przyciąga same planety do siebie.

Pierwsze prawa ilościowe, które otworzyły drogę do idei światowej grawitacji, były prawa Johann Kepler. O czym rozmawiają konkluzje Keplera?

Wiadomość 3. Johann Kepler, wybitny niemiecki naukowiec, jeden z twórców mechaniki niebiańskiej, przez 25 lat w warunkach najbardziej ciężkich potrzeb i przeciwności podsumowały dane obserwacji astronomicznych ruchu planet. Trzy prawo mówiące o tym, jak uzyskano ruch planety.

Zgodnie z pierwszym prawem Keplera planety poruszają się wzdłuż zamkniętych krzywych, które nazywane są elipsy, w jednym z ostrości, której znajduje się słońce. (Projektowanie próbki materiału do projekcji na ekranie przedstawiono w dodatku.) (Załącznik nr 2.)

Przenoszenie planet ze zmieniającą prędkością.

Kwadraty okresów obiegu planet wokół słońca należą jako kostki ich dużego osi.

Ustawy te są wynikiem matematycznej uogólnienia danych obserwacji astronomicznych. Ale było całkowicie niezrozumiałe, dlaczego planeta porusza się "elegancko". Prawa Keplera musiały zostać wyjaśnione, czyli, aby wywołać z innych, więcej ogólnych prawa.

Newton rozwiązał to złożone zadanie. Udowodnił, że jeśli planety poruszają się po słońcu zgodnie z prawami Keplera, wtedy należy obsługiwać w nich moc Słońca.

Siła ciężkości jest odwrotnie proporcjonalna do placu odległości między planetem a słońcem.

Dzięki za wydajność. Newton udowodnił, że między planetami a słońcem jest atrakcja. Siła ciężkości jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między organami.

Ale natychmiast pojawia się pytanie: czy to tylko na planetach, a słońce właśnie prawdziwe prawdę lub przyciąganie ciał na ziemię posłuszli go?

Wiadomość 4. Księżyc porusza się po ziemi w przybliżeniu wokół okrągłej orbity. Oznacza to, że moc księżyca ma przyspieszenie centralowe na Księżycu na ziemi.

Przyspieszenie centralowe księżyca, gdy porusza się po ziemi, możliwe jest obliczenie według wzoru: gdzie V jest prędkością księżyca, gdy porusza się w orbicie, R jest promieniem orbitów. Obliczanie daje ale \u003d 0,0027 m / s 2.

To przyspieszenie jest spowodowane mocą interakcji między ziemią a księżycem. Jaka jest ta moc? Newton stwierdził, że ta siłę posłuży tak samo jak atrakcja planet na Słońce.

Przyspieszenie spadających ciał na ziemi G \u003d 9,81 m / s 2. Przyspieszenie podczas przenoszenia księżyca wokół ziemi ale\u003d 0,0027 m / s 2.

Newton wiedział, że odległość od centrum Ziemi do orbity Księżyca była około 60 razy więcej niż promień Ziemi. Na podstawie tego Newton zdecydował, że stosunek przyspieszeń, co oznacza, że \u200b\u200bodpowiednia wytrzymałość jest równa: gdzie r jest promieniem Ziemi.

Z tego z tego wynika, że \u200b\u200bsiła, która działa na Księżycu, jest taka sama, że \u200b\u200bnazywamy moc grawitacji.

Ta moc zmniejsza się odwrotnie proporcjonalną do kwadratu o odległości od środka Ziemi, gdzie R jest odległością od środka Ziemi.

Dziękuje Ci za wiadomość. Następny krok Newtona jest jeszcze bardziej ambitny. Newton stwierdza, że \u200b\u200bnie tylko ciało do ziemi, planety na słońce, ale także wszystkie ciała w naturze przyciągają się do siebie z sił podporządkowanymi prawem Back Square, to znaczy Grawitacja jest światowym, uniwersalnym zjawisko.

Siły grawitacyjne są podstawowymi siłami.

Pomyśl tylko: globalna grawitacja. Na całym świecie!

Jakie ma majestatyczne słowo! Wszystko, wszystkie ciała we wszechświecie są związane z kilkoma niciami. Gdzie to jest wszechprzenikający, który nie zna granic, efekt ciał na sobie? Jak ciała czują się nawzajem w olbrzymich odległościach przez pustkę?

Czy można polegać na odległości między ciałami świata?

Siła ciężkości, jak każda siła, podlega II prawie Newton. F \u003d. mAMA..

Galile, okazało się, że siła grawitacji F jest opowieści \u003d mg.. Siła ciężkości jest proporcjonalna do masy ciała, do której działa.

Ale moc grawitacji jest szczególnym przypadkiem siły ciężkości. Dlatego możemy założyć, że siła jest proporcjonalna do masy ciała, do której działa.

Niech będzie dwie atrakcyjne kulki z masami M 1 i M2. Pierwszy ze strony drugiego jest moc grawitacji. Ale także na drugim od pierwszego.

Według III Prawo Newtona

Jeśli zwiększycie masę pierwszego ciała, wówczas siłę działającą na nim wzrośnie.

Więc. Siła ciężkości jest proporcjonalna do mas ciała interakcji.

W ostatecznej formie prawo globalnej grawitacji jest formułowany przez Newtona w 1687 r. W pracy "Matematyczne rozpoczęcia filozofii naturalnej": " Wszystkie ciała są przyciągane do siebie z siłą, bezpośrednio proporcjonalne do mas i odwrotnie proporcjonalny kwadrat odległości między nimi. "Siła jest kierowana wzdłuż linii prostej łączącej punkty materiałowe.

G jest stałą stałą światową grawitacyjną.

Dlaczego piłka spada na stół (piłka łączy się z ziemią), a dwie kulki leżące na stole nie przyciągają się jako zauważalne?

Dowiedzmy się znaczeniu i jednostkom pomiaru stałej grawitacyjnej.

Stała grawitacyjna jest numerycznie równa siłom, z którą dwa ciała przyciągają masę 1 kg każda, znajduje się w odległości 1 m od siebie. Wielkość tej siły wynosi 6,67 · 10 -11 N.

; ;

W 1798 r. Liczba ważność stałej grawitacyjnej po raz pierwszy zidentyfikowała angielski naukowiec Henry Cavendish z pomocą skręconej skali.

G - bardzo mały, więc dwa ciała na ziemi przyciągają się wzajemnie o bardzo niskiej mocy. Nie jest niezauważalna przez widoczne oko.

Fragment filmu "na solidnym świecie". (O doświadczeniu Cavendish.)

Ograniczenia stosowania prawa:

  • w przypadku punktów materialnych (ciał, których wymiary można pominąć w porównaniu z odległością, w której organy współdziałają);
  • dla ciała sferycznego kształtu.

Jeśli ciała nie są wskazówkami materialnymi, przepisy są wykonywane, ale obliczenia są skomplikowane.

Wynika z prawa globalnego ciężkości, że wszystkie ciała mają nieruchomość, aby przyciągnąć się nawzajem - własność ciężkości (ciężkości).

Od II ustawy Newtona wiemy, że masa jest miarą bezwodności tel. Teraz możemy powiedzieć, że masa jest miarą dwóch uniwersalnych właściwości ciała - bezwładności i grawitacji (ciężkości).

Wróćmy do koncepcji metody naukowej: Newton podsumował te praktyki poprzez przetwarzanie matematyczne (co było znane przed nim w nauce), doprowadziło do prawa społeczności świata i otrzymał dochodzenie.

Worldwide jest uniwersalny:

  • W oparciu o teorię teorii Newtona możliwe było opisanie ruchu naturalnych i sztucznych organów w układzie słonecznym, oblicz orbisy planet i komety.
  • Opierając się na tej teorii, istnienie planet: Uran, Neptuna, Pluto i Satellita Syriusa została przewidziana. (Dodatek nr 3.)
  • W astronomii prawo globalnej grawitacji ma zasadnicze znaczenie, na podstawie których obliczane są parametry ruchu obiektów kosmicznych, ich masa są określane.
  • Przedstawiono początek pływ i morek i oceanów.
  • Określono trajektorie skorup i rakiet, depozyty ciężkich rudów są kłujące.

Odkrycie działania świata Newtona jest przykładem rozwiązania głównego zadania mechaniki (określ położenie ciała w dowolnym momencie).

Fragment filmu wideo "o sile, które rządzi światem".

Zobaczysz, jak w praktyce wykorzystywasz świat światowej grawitacji, wyjaśniając zjawiska natury.

Prawo świata zdrowia

1. Cztery kulki mają te same masy, ale różne rozmiary. Jaką parę piłek zostanie przyciągniętych większej mocy?

2. Co przyciąga się z większą mocą: Ziemia - księżyc lub księżyca - Ziemia?

3. W jaki sposób moc interakcji między organami zmieniają się przy zwiększeniu odległości między nimi?

4. Gdzie jest ciało o większej mocy, ciało zostanie przyciągnięte: na jej powierzchni lub na dole studni?

5. W jaki sposób siłę interakcji dwóch ciał M i M zmianę, jeśli masa jednego z nich wzrasta 2 razy i zmniejszyć masę kolejnych 2 razy, bez zmiany odległości między nimi?

6. Co dzieje się z siłą interakcji grawitacyjnej dwóch ciał, jeśli odległość między nimi wzrasta 3 razy?

7. Co stanie się z mocą interakcji dwóch ciał, jeśli masa jednego z nich i odległość między nimi wzrośnie 2 razy?

8. Dlaczego nie zauważamy atrakcji otaczających ciał do siebie, chociaż atrakcja tych ciał na Ziemi jest łatwa do oglądania?

9. Dlaczego przycisk, odsuwa się od płaszcza, spada na ziemię, ponieważ jest znacznie bliższy człowiekowi i przyciąga go do niego?

10. Planety poruszają się w orbitach wokół słońca. Gdzie jest siła ciężkości działająca na planetach ze słońca? Gdzie jest przyspieszenie planety w dowolnym miejscu w orbicie? Jak skierowana prędkość?

11. Co wyjaśnia obecność i częstotliwość pływów morskich i śpiewa na ziemi?

Warsztaty na temat rozwiązywania problemów

  1. Oblicz siłę przyciągania księżyca na ziemię. Masa Księżyca wynosi około 7 · 102 kg, masa Ziemi wynosi 6 · 10 24 kg. Odległość między księżycem a ziemią jest uważana za 384 000 km.
  2. Ziemia porusza się po słońcu na orbicie, która można uznać za okrągły, 150 milionów promienia. Znajdź tempo ziemi w orbicie, jeśli masa słońca wynosi 2 · 10 30 kg.
  3. Dwa statek ważący 50 000 ton każdy stoi na Raid w odległości 1 km od drugiego. Jaka jest siła przyciągania między nimi?

Rozwiązać siebie

  1. Do jakiej siły przyciąga się do siebie dwa ciał z masą 20 ton, jeśli odległość między ich centrami masowymi wynosi 10 m?
  2. W jakiej sile przyciąga masę księżyca wagi 1 kg, znajduje się na powierzchni księżyca. Masa Księżyca wynosi 7,3 · 102 kg, a jego promień wynosi 1,7 · 10 8 cm?
  3. W jakiej odległości siła przyciągania między dwoma ciałami masy 1 ton każdy będzie równy 6.67 · 10 -9 N.
  4. Dwie identyczne kulki znajdują się w odległości 0,1 m od siebie i przyciągają siłą 6.67 · 10 -15 N. Jaka jest masa każdej kuli?
  5. Masy ziemi i planety Pluto są prawie takie same, a ich odległości do słońca są około 1: 40. Znajdź stosunek ich siły na słońce.

Pipcok ltepatu:

  1. Vorontsov-Veljaminov B.a. Astronomia. - m.: Oświecenie, 1994.
  2. Goncontrür t.i. Znam świat. Przestrzeń. - m.: Ant, 1995.
  3. Gromov S.v. Fizyka - 9. M.: Edukacja, 2002.
  4. Gromov S.v. Fizyka - 9. Mechanika. M.: Oświecenie, 1997.
  5. Kirin L.a., Dick Yu.i. Fizyka - 10. Zbiór zadań i niezależnej pracy. M.: Ilex, 2005.
  6. Klimin I.a. Elementarna astronomia. - M.: Science, 1991.
  7. Kochnev S.a. 300 pytań i odpowiedzi na temat ziemi i wszechświata. - Yaroslavl: "Akademia Rozwoju", 1997.
  8. Levitan E.P. Astronomia. - M.: Oświecenie, 1999.
  9. Myakyshev G.ya., Bukhovtsev B.B., Slotsky N.n. Fizyka - 10. M.: Oświecenie, 2003.
  10. Subbotin G.P. Zbiór zadań dla astronomii. - m.: "Akwarium", 1997.
  11. Encyklopedia dla dzieci. Tom 8. Astronomia. - m.: "Avanta +", 1997.
  12. Encyklopedia dla dzieci. Dodatkowa objętość. Kosmonautyka. - M.: "Avanta +", 2004.
  13. Yurkin G.a. (kompilator). Ze szkoły do \u200b\u200bwszechświata. M.: "Młoda strażnik", 1976.

Lekcje pracy (lekcje abstrakcyjne)

Wykształcenie średnie

Linia UKK B. A. Vorontsova-Veliamnova. Astronomia (10-11)

Uwaga! Witryna administracyjna witryny nie ponosi odpowiedzialności za utrzymanie rozwoju metodologicznego, a także do zgodności rozwoju GEF.

Cel lekcji

Odkryj empiryczne i teoretyczne podstawy praw niebędących mechanikami, ich przejawami w zjawiskach astronomicznych i stosowania w praktyce.

Lekcja zadań

  • Sprawdź sprawiedliwość prawa świata na podstawie analizy ruchu księżyca wokół Ziemi; Udowodnij, że z przepisów Keplera wynika, że \u200b\u200bSun informuje przyspieszenie planety, odwrotnie proporcjonalne do placu odległości od słońca; Poznaj fenomen ruchu oburzenia; Zastosuj prawo społeczności świata, aby określić mas ciała niebiańskiego; Wyjaśnij zjawisko pływów jako konsekwencji manifestacji świata globalnego ciężkości w interakcji Księżyca i Ziemi.

Zajęcia

    Budować logiczne oświadczenia doustne; hipotezja; Wykonaj operacje logiczne - analiza, synteza, porównanie, uogólnienie; sformułować cele badawcze; sporządzić plan badania; włączyć pracę grupy; wdrożyć i dostosować plan badania; Prześlij wyniki pracy Grupy; Odbicie aktywności poznawczej.

Kluczowe idee

    Prawo globalnej grawitacji, zjawisko zaburzonego ruchu, zjawisko pływy, wyrafinowane trzecią prawo Keplera.
Pseudonim artystycznyKomentarz metodyczny
1 1. Motywacja do działań Podczas dyskusji na temat problemów podkreśla się średnie elementy ustawodawstw Keplera.
2 2. Aktualizacja doświadczenia i poprzedzająca znajomość uczniów i utrwalania trudności Nauczyciel organizuje rozmowę o treści i granicach stosowania ustawodawstw Keplera, prawa Komitetu Świata. Dyskusja opiera się na wiedzy uczniów z zakresu fizyki o prawie społeczności świata i jej zastosowań do wyjaśnienia zjawisk fizycznych.
3 3. Oświadczenie o zadaniu edukacyjnym Korzystanie z pokazu slajdów, nauczyciel organizuje rozmowę o potrzebie dowodu sprawiedliwości prawa świata, badanie zaburzonego ruchu ciał niebieskich, znajdując metodę określania mas niebiańskich organów i badań zjawisk pływów. Nauczyciel towarzyszy procesowi podzielenia studentów do problemów grupowych, które decydują o jednym z zadań astronomicznych i inicjuje dyskusję na temat celów Grupy.
4 4. Opracowanie planu przezwyciężenia trudności Uczniowie w grupach opartych na bramce, sformułować pytania, które chcą uzyskać odpowiedzi i stanowią plan osiągnięcia celu. Nauczyciel poprawia wraz z grupą każdą z planów działalności.
5 5.1 Wdrożenie wybranego planu działań i niezależnej pracy Portret I. Newton jest prezentowany na ekranie podczas wykonania niezależnych działań grupowych. Studenci wdrażają plan przy użyciu treści podręczników § 14.1 - 14.5. Nauczyciel dostosowuje się i wysyła pracę w grupach, wspierając działania każdego ucznia.
6 5.2 Wdrożenie wybranego planu aktywności i niezależnej pracy Nauczyciel organizuje reprezentację grupy 1 wyników pracy, na podstawie zadań przedstawionych na ekranie. Pozostali uczniowie zarysują główne pomysły wyrażone przez członków grupy. Po przesłaniu danych nauczyciel koncentruje się na korektę planu, który uczestnicy przeprowadzili w procesie jego realizacji, prosi o sformułowanie koncepcji, z którymi uczniowie spotkali się podczas pracy.
7 5.3 Wdrożenie wybranego planu aktywności i niezależnej pracy Nauczyciel organizuje prezentację grupy 2 wyników pracy. Pozostali uczniowie zarysują główne pomysły wyrażone przez członków grupy. Po przesłaniu danych nauczyciel koncentruje się na korektę planu, który uczestnicy przeprowadzili w procesie jego realizacji, prosi o sformułowanie koncepcji, z którymi uczniowie spotkali się podczas pracy.
8 5.4 Wdrożenie wybranego planu działalności i niezależnej pracy Nauczyciel organizuje reprezentację grupy 3 wyników pracy. Pozostali uczniowie zarysują główne pomysły wyrażone przez członków grupy. Po przesłaniu danych nauczyciel koncentruje się na korektę planu, który uczestnicy przeprowadzili w procesie jego realizacji, prosi o sformułowanie koncepcji, z którymi uczniowie spotkali się podczas pracy.
9 5.5 Wdrożenie wybranego planu aktywności i niezależnej pracy Nauczyciel organizuje reprezentację grupy 4 wyników pracy. Pozostali uczniowie zarysują główne pomysły wyrażone przez członków grupy. Po przesłaniu danych nauczyciel koncentruje się na korektę planu, który uczestnicy przeprowadzili w procesie jego realizacji, prosi o sformułowanie koncepcji, z którymi uczniowie spotkali się podczas pracy.
10 5.6 Wdrożenie wybranego planu aktywności i pracy samodzielnej Nauczyciel, używając animacji, omawia dynamikę występowania przypływu na pewnej części powierzchni Ziemi, podkreśla wpływ nie tylko księżyca, ale także słońcem.
11 6. Odbicie aktywności Podczas dyskusji na temat odpowiedzi na pytania odblaskowe konieczne jest skupienie się na metodologii wykonywania zadań z grupami, korektą planu działalności w jego wdrożeniu, praktyczne znaczenie uzyskanych wyników.
12 7. Praca domowa

Lekcja 1(Zapisz temat i cel lekcji w notebookach)

Prawo globalnej ciężkości. Przyspieszenie wolnego spadku na ziemi i innych planetach

Cel lekcji:

Zbadaj prawo globalnej grawitacji, pokazać jego praktyczne znaczenie.

Podczas zajęć

JA.. Nowy materiał (zrób podsumowanie w notebookach)

Duński astronom cicho Braga, wiele lat obserwujący ruch planety, zgromadził wiele danych, ale nie udało się ich przetworzyć. To sprawiło, że jego student Johann Kepler. Korzystając z idei Kopernika o systemie heliocentrycznym i wynikami obserwacji cichych machów, Kepler zainstalował prawa ruchu planet wokół Słońca. Ale Kepler nie wyjaśnił dynamiki ruchu. Dlaczego planety odwracają słońce zgodnie z takimi przepisami? To pytanie było w stanie odpowiedzieć na ISAAC Newton, wykorzystując prawa ruchu ustanowionego przez Keplera oraz ogólne prawa mówców.

Newton zasugerował, że wiele zjawisk pozornie nie ma nic do zrobienia niczego (upadek w ciałach na ziemi, odwołanie planet wokół słońca, ruch księżyca wokół ziemi, pływy i przepływu itp.), spowodowane przez jeden powód. Po wydaniu licznych obliczeń Newton przyszedł do wniosku, że ciała niebiańskie przyciągają się do siebie z siłą, bezpośrednio proporcjonalnymi do produktu ich mas i odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości między nimi. Pokażmy, jak Newton przyszedł do tego wniosku.

Z drugiej ustawy "Dynamika wynika, że \u200b\u200bprzyspieszenie, które otrzymuje ciało pod działaniem siły jest odwrotnie proporcjonalne do masy ciała. Ale przyspieszenie wolnego spadku nie zależy od masy ciała. Jest to możliwe tylko wtedy, gdy jest to możliwe tylko wtedy Siła, z jaką Ziemia przyciąga ciało, zmiany proporcjonalnego ciała masowego.

Zgodnie z trzecim prawem siły, z którym organy interakcje są równe. Jeśli siła działająca na jednym ciele jest proporcjonalna do masy tego ciała, wówczas siła równa go działającym na drugim korpusie jest oczywiście proporcjonalna do masy drugiego ciała. Ale siły działające na obu organach są równe, dlatego są proporcjonalne do masy i pierwszego i drugiego ciała.

Newton obliczył stosunek promienia orbitów księżyca do promienia Ziemi. Stosunek był 60. I stosunek przyspieszenia wolnego spadku na ziemię do przyspieszenia centripetalskiego, z którym zamienia się wokół Ziemi Księżyca, było 3600. W związku z tym przyspieszenie jest odwrotnie proporcjonalne do kwadratu od odległości między ciała.

Ale zgodnie z drugim prawem Newton, siła i przyspieszenie są związane z bezpośrednią zależnością, dlatego siła jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między organami.

Isaac Newton odkrył to prawo w wieku 23 lat, ale 9 lat nie publikowały, ponieważ nieprawidłowe dane na odległość między ziemią a księżycem nie potwierdzili jego pomysłu. I tylko wtedy, gdy ta odległość została wyjaśniona, Newton w 1667 r. Opublikował prawo globalnej grawitacji.

Siłę interakcji grawitacyjnej dwóch ciał (punktów materiałowych) z masami t.1 I. t.2 równe:

gdzie SOL. - stała grawitacyjna, r. - odległość między ciałami.

Stała grawitacyjna jest numerycznie równa modułu siły działającej na ciele ważąc 1 kg od drugiego korpusu tej samej masy w odległości między organami równymi 1 m.

Po raz pierwszy stała grawitacyjna była mierzona przez angielski fizyk w mieście Cavendis w 1788 roku za pomocą urządzenia zwanego skręconym skalami. G. Cavendish zabezpieczył dwie małe kulki ołowiane (o średnicy 5 cm i ważenie 775 g każdy) na przeciwległych końcach pręta dwueteryjskiego. Pręt został zawieszony na cienkim drutu. Dwie duże kulki ołowiowe (20 cm o średnicy i masie 45,5 kg) były blisko małych. Siły przyciągania z dużych kulek zostały zmuszone do poruszania się małe, a drut był skręcony. Stopień skrętu był miarą siły działającą między piłkami. Eksperyment wykazał, że grawitacyjna jest in-sintic g \u003d 6,66 × 1011 nm2 / kg2.

Limity stosowania prawa

Prawo na świecie ma zastosowanie wyłącznie do punktów materialnych, tj. W przypadku organów, których wymiary są znacznie mniejsze niż odległości między nimi; ciała mające kształt piłki; Dla kuli dużego promienia, który współdziała z ciałami, których wymiary są znacznie mniejsze niż rozmiary piłki.

Jednak prawo nie ma zastosowania, na przykład w interakcji nieskończonego pręta i piłki. W tym przypadku siła grawitacji jest odwrotnie proporcjonalna do odległości, a nie kwadratowa odległości. A siła przyciągania między ciałem a nieskończoną płaszczyzną jest ogólnie niezależna od odległości.

Powaga

Specjalnym przypadkiem sił grawitacyjnych jest siła przyciągania na ziemię. Ta siła nazywana jest mocą ciężkości. W tym przypadku prawo społeczności świata ma formularz:

gdzie t. - masa ciała [kg],

M. - masa ziemi [kg],

R. - Radius Ziemi [M],

h. - Wysokość powyżej powierzchni [m].

Ale moc grawitacji FA.T \u003d. mg.Stąd i przyspieszenie wolnego spadku.

Na powierzchni ziemi ( h. = 0) .

Przyspieszenie wolnego spadku zależy

♦ z wysokości powyżej powierzchni ziemi;

♦ z szerokości geograficznej terenu (Land - Niezwrotny system odniesienia);

♦ z gęstości skał skorupy ziemskiej;

♦ z formy ziemi (Polacy są zamknięte).

W powyższym wzorze dla g, ostatnie trzy zależności nie są brane pod uwagę. Jednocześnie ponownie podkreślamy, że przyspieszenie wolnego spadku nie jest 1, zależy od masy ciała.

Zastosowanie prawa przy otwieraniu nowych planet

Kiedy planeta Uran została otwarta, na podstawie prawa Wspólnoty Świata, została obliczona przez jego orbitę. Ale prawdziwa orbita planety nie pokryła się z obliczoną. Zasugerowali, że oburzenie orbity spowodowało obecność innej planety za uranu, który jego orbita zmienia swoją siłę. Aby znaleźć nową planetę, konieczne było rozwiązanie systemu 12 równań różniczkowych z 10 nieznanym. Zadanie to zostało wykonane przez student Ang - Jai ADAMC; Wysłał decyzję do Brytyjskiej Akademii Nauk. Ale tam nie zwracali uwagi na jego pracę. I francuska dźwignia matematyki, po podjęciu zadania wysłał wynik do włoskiej galle astronomu. I on, pierwszego wieczoru, przynieść swoją rurę w określonym punkcie, odkrył nową planetę. Dostała imię Neptuna. Podobnie 9. planeta układu słonecznego - Pluto była również otwarta w Zo-E lat dwudziestu wieku.

Na pytanie o naturę sił Grave Newton odpowiedział: "Nie wiem, ale nie chcę spełnić hipotez".

III.. Ćwiczenia i pytania dotyczące powtórzenia (ustnie)

Jak wygląda prawo globalnego grawitacji?

Jakie gatunki formuła świata światowej grawitacji dla punktów materialnych?

Co nazywają stałą grawitacyjną? Jakie jest jej fizyczne znaczenie? Jaka jest wartość w Si?

Co nazywa się dziedziną grawitacyjną?

Czy siła zależy od właściwości środowiska, w którym znajdują się ciała?

Czy przyspieszenie wolnego upadku ciała zależy od jego masy?

Czy moc grawitacji w różnych punktach świata?

Wyjaśnij wpływ obrotu ziemi wokół osi, aby przyspieszyć wolny spadek.

Jak przyspieszenie wolnego spadku podczas wyjmowania z powierzchni ziemi?

Dlaczego księżyc nie spada na ziemię? ( Księżyc rysuje na Ziemi, posiadany przez moc przyciągania. Księżyc nie spada na ziemię, ponieważ mającą początkową prędkość, porusza się przez bezwładność. Jeśli skutek siły przyciągania księżyca do ziemi przestaje, księżyc w linii prostej będzie skręcona w otchłań przestrzeni kosmicznej. Przestań ruch na bezwładności - a księżyc spadłby na ziemię. Upadek kontynuowałby cztery dni dziewiętnaście godzin pięćdziesiąt cztery minuty siedem sekund. Więc wezwanie Newton..)

IV.. Rozwiązywanie zadań (na piśmie w notebookach z rejestracją !!!)

Zadanie 1.

W jakiej odległości siła przyciągania dwóch kulek przez masę 1 g jest równa 6,7 \u200b\u200b· 10-17 N?

Zadanie 2.

Która wysokość od powierzchni Ziemi wzrosła statek kosmiczny, jeśli instrumenty odnotowały spadek przyspieszenia wolnego spadku do 4,9 m / s2?

Zadanie 3.

Siła ciężkości między dwoma kulkami 0,0001 N. Jaka jest masa jednej z kulków, jeśli odległość między ich centrami wynosi 1 m, a masa kolejnej kuli 100 kg?

Zadanie domowe

1. Nauczyć §11;

2. Ćwiczenie 5.1-5.10 (ustnie), 5.11-5.5.20 (na piśmie w notebookach z rejestracją);

3. Odpowiedz na pytanie Microtest:

Rakieta kosmiczna jest usuwana z ziemi. Jak siła grobu działają ze strony ziemi na rakiecie, ze wzrostem odległości do centrum Ziemi 3 razy?

a) wzrośnie 3 razy; b) zmniejszy się 3 razy;

c) zmniejszy się o 9 razy; d) nie zmieni się.

Limity stosowania prawa

Prawo globalnej grawitacji ma zastosowanie wyłącznie do punktów materialnych, tj. dla ciał, których wymiary są znacznie mniejsze niż odległość między nimi; ciała mające kształt piłki; Dla kuli dużego promienia, który współdziała z ciałami, których wymiary są znacznie mniejsze niż rozmiary piłki.

Jednak prawo nie ma zastosowania, na przykład w interakcji nieskończonego pręta i piłki. W tym przypadku siła grawitacji jest odwrotnie proporcjonalna do odległości, a nie kwadratowa odległości. A siła przyciągania między ciałem a nieskończoną płaszczyzną jest ogólnie niezależna od odległości.

Powaga

Specjalnym przypadkiem sił grawitacyjnych jest siła przyciągania na ziemię. Ta siła nazywana jest mocą ciężkości. W tym przypadku prawo społeczności świata ma formularz:

F t \u003d g ∙ mm / (r + h) 2

gdzie m - masa ciała (kg),

M - Mass Earth (kg),

R jest promieniem ziemi (m),

h - wysokość nad powierzchnią (m).

Ale siłę ciężkości F t \u003d mg, stąd mg \u003d g · mm / (R + h) 2, a przyspieszenie wolnego spadku G \u003d g ∙ m / (R + H) 2.

Na powierzchni ziemi (h \u003d 0) g \u003d g · m / r2 (9,8 m / s 2).

Przyspieszenie wolnego spadku zależy

Z wysokości nad powierzchnią ziemi;

Z szerokości terenu (system odniesienia poza granicami);

Z gęstości skał skorupy ziemi;

Z formy ziemi (Polacy są zamknięte).

W powyższym wzorze dla g, ostatnie trzy zależności nie są brane pod uwagę. Jednocześnie ponownie podkreślamy, że przyspieszenie wolnego spadku nie zależy od masy ciała.

Zastosowanie prawa przy otwieraniu nowych planet

Kiedy planeta Uran została otwarta, na podstawie prawa Wspólnoty Świata, została obliczona przez jego orbitę. Ale prawdziwa orbita planety nie pokryła się z obliczoną. Zasugerowali, że oburzenie orbity spowodowało obecność innej planety za uranu, który jego orbita zmienia swoją siłę. Aby znaleźć nową planetę, konieczne było rozwiązanie systemu 12 równań różniczkowych z 10 nieznanym. Zadanie to zostało wykonane przez angielski student Adams; Wysłał decyzję do Brytyjskiej Akademii Nauk. Ale tam nie zwracali uwagi na jego pracę. I francuska dźwignia matematyki, po podjęciu zadania wysłał wynik do włoskiej galle astronomu. I on, pierwszego wieczoru, przynieść swoją rurę w określonym punkcie, odkrył nową planetę. Dostała imię Neptuna. Podobnie, w latach 30. XX wieku 9. planeta układu słonecznego - Pluton został otwarty.

Na pytanie o naturę sił Grave Newton odpowiedział: "Nie wiem, ale nie chcę spełnić hipotez".

V. Pytania do zabezpieczenia nowego materiału.

Na ekranie Pytania do powtórzenia

Jak wygląda prawo globalnego grawitacji?

Jakie gatunki formuła świata światowej grawitacji dla punktów materialnych?

Co nazywają stałą grawitacyjną? Jakie jest jej fizyczne znaczenie? Jaka jest wartość w Si?

Co nazywa się dziedziną grawitacyjną?

Czy siła zależy od właściwości środowiska, w którym znajdują się ciała?

Czy przyspieszenie wolnego upadku ciała zależy od jego masy?

Czy moc grawitacji w różnych punktach świata?

Wyjaśnij wpływ obrotu ziemi wokół osi przy przyspieszeniu wolnego spadku.

Jak przyspieszenie wolnego spadku podczas wyjmowania z powierzchni ziemi?

Dlaczego księżyc nie spada na ziemię? ( Księżyc rysuje na Ziemi, posiadany przez moc przyciągania. Księżyc nie spada na ziemię, ponieważ mającą początkową prędkość, porusza się przez bezwładność. Jeśli skutek siły przyciągania księżyca do ziemi przestaje, księżyc w linii prostej będzie skręcona w otchłań przestrzeni kosmicznej. Przestań ruch na bezwładności - a księżyc spadłby na ziemię. Spadek kontynuowałby cztery dni dwanaście godzin pięćdziesiąt cztery minuty siedem sekund. Więc obliczony Newton.)

Vi. Rozwiązywanie zadań na temat lekcji

Zadanie 1.

W jakiej odległości siłę atrakcji dwóch kulek przez masę 1G wynosi 6,7 · 10 -17 N?

(Odpowiedź: r \u003d 1m.)

Zadanie 2.

Jaką wysokość od powierzchni Ziemi wzrósł statek kosmiczny, jeśli instrumenty odnotowały spadek przyspieszenia wolnego spadku do 4,9 m / s 2?

(Odpowiedź: h \u003d 2600 km.)

Zadanie 3.

Siła ciężkości między dwiema kulkami 0,0001N. Jaka jest masa jednej z kulków, jeśli odległość między ich centrami wynosi 1 m, a masa kolejnej kuli 100 kg?

(Odpowiedź: około 15 ton.)

Podsumowując lekcję. Odbicie.

Zadanie domowe

1. Nauczyć §15, 16;

2. Wykonaj ćwiczenie 16 (1, 2);

3. Dla tych, którzy chcą: §17.

4. Odpowiedz na pytanie Microtest:

Rakieta kosmiczna jest usuwana z ziemi. Jak siła grobu działają ze strony ziemi na rakiecie, ze wzrostem odległości do centrum Ziemi 3 razy?

A) wzrośnie 3 razy; B) zmniejszy się 3 razy;

C) zmniejszy się o 9 razy; D) nie zmieni się.

Zastosowania: prezentacja w PowerPoint.

Literatura:

  1. Ivanova L.a. "Aktywacja aktywności poznawczej studentów podczas studiowania fizyki", "oświecenie", Moskwa 1982
  2. Gomulin N.n. "Otwórz fizykę 2.0". I "otwarta astronomia" to nowy krok. Komputer w szkole: №3 / 2000. - P. 8 - 11.
  3. Gomulinan.n. Edukacyjne interaktywne kursy komputerowe i programy imitacji w fizyce // w szkole w szkole. M.: Nr 8/20. - P. 69 - 74.
  4. Gomulinan.n "Zastosowanie nowych technologii informacyjnych i telekomunikacyjnych w szkole fizycznej i astronomicznej. Dez. Issh. 2002.
  5. Odpowiedź A.a., Sidorenko F.a. Wsparcie graficzne dla wykładów w fizyce. // XIII Międzynarodowa konferencja "Technologie informacyjne w edukacji, ITO-2003" // zbiór pracy, części IV, - Moskwa - Oświecenie - 2003 - z. 72-73.
  6. Starodubtsev V.a., Chernov I.P. Rozwój i praktyczne wykorzystanie funduszy multimedialnych w wykładach // Wychowanie fizyczne na uniwersytetach - 2002. - Wielkość 8. - Nr 1. str. 86-91.
  7. http // www.polymedia.ru.
  8. OSPENNIKOVA E.V., KHUDYAKOVA A.V. Praca z modeli komputerowych w szkolnych klasach warsztatowych // Nowoczesne warsztaty fizyczne: Abstrakty Dokl. 8. Konferencja krajów Wspólnoty Narodów. - M.: 2004. - C.246-247.
  9. Gomulina n.n. Przegląd nowych publikacji edukacyjnych multimediów w fizyce, zagadnieniach edukacji, nr 20, 2004.
  10. Fizikus, Nureka-Klett SoftwareLlag GmbH- Mediahauses, 2003
  11. Fizyka. Szkoła podstawowa 7-9 Klasy: Część I, Publishing Interactive - Enlightenment - Media, 2003
  12. Fizyka 7-11, fizyka, 2003

2.1 Otwarcie Neptuna

Jednym z jasnych przykładów triumfu światowego ustawy jest odkrycie planety Neptuna. W 1781 roku angielski astronom William Herschel otworzył planetę Uranian. Jego orbita została obliczona, a tabela pozycji tej planety została sporządzona przez wiele lat przed sobą. Jednak sprawdzanie tej tabeli, prowadzonej w 1840 roku, pokazał, że jego dane nie zgadzają się z rzeczywistością.

Naukowcy zasugerowali, że odchylenie w ruchu Uranu było spowodowane atrakcją nieznanej planety ze słońca jeszcze bardziej niż uranu. Znając odchylenia od obliczonej trajektorii (zaburzenia ruchu uranu), Anglik Adam i Francuz Leerright, przy użyciu świata globalnego, obliczonej pozycji tej planety na niebie. Adam użył do końca obliczeń, ale obserwatorzy, dla których powiedział, że jego wyniki nie spieszyły się z inspekcją. Tymczasem Leverrier, po zakończeniu obliczeń, wskazywała na niemiecką Galle Astronom, gdzie konieczne jest szukać nieznanej planety. W pierwszym wieczorze, 28 września 1846 r., Galle, wysyłając teleskop do określonego miejsca, odkrył nową planetę. Zadzwoniła do Neptuna.

W ten sam sposób, w dniu 14 marca 1930 r. Otworzono Planeta Pluto. Odkrycie Neptuna, w wyrażaniu Engels, na "wierzchołku pióra", jest przekonującym dowodem sprawiedliwości ustawy o świecie Newtona.

Z pomocą ustawy świata możliwe jest obliczenie masy planet i ich satelitów; Wyjaśnij takie zjawiska jako pływy i płynąca woda w oceanach i wiele więcej.

Siły światowe są najbardziej uniwersalnymi ze wszystkich sił natury. Działają między wszelkimi ciałami z masą, a masa ma wszystkie ciała. Dla sił grobu nie ma przeszkód. Działają przez jakiekolwiek ciała.

Astronomia

XV - XVI stuleci. Była epoka z wielkich odkryć geograficznych i związanego z rozszerzeniem handlu, wzmacniając klasę burżuazji i wzmacniając walkę z feudalizmem. Rozwój handlu wymagał rozwoju nawigacji ...

Pojawienie się systemów planetarnych i ziemi

Problem funkcji składu chemicznego układu słonecznego. Chociaż pomysł wielokrotności systemów planetarnych stanowczy na obrazie astronomicznym na świecie od czasu J. Bruno ...

Galaxy NGC 1275 - rdzeń gromadzenia galaktyk w Perse

W 1905 r. Wilk w Niemczech odkrył gromadzenie mgławicy w konstelacji Perseus, który został zgrupowany tylko wokół NGC 1275. W ciągu 20 lat w naszym stuleciu jest czerwona zmiana w widmach promieniowania wielu słabych nebulae katalog negc ...

Pomiary grawitacyjne

Odkrycie świata globalnego grawitacji stało się możliwe tylko w wyniku rozwoju łańcucha pomysłów. Znaczący krok w zrozumieniu został wykonany w nauczaniu Kopernika, zgodnie z którym ciężkości istnieje nie tylko na ziemi ...

Podwójne gwiazdy

Z reguły, podwójne gwiazdy na niebie są wykrywane wizualnie (pierwsze i zostały otwarte przez starożytnego Arabami), aby zmienić widoczny połysk (niebezpiecznie jest mylić je z cefheidami) i blisko siebie. To się czasami zdarza...

Planeta Saturn.

Najbardziej "oryginalne" planety, planetę Saturn, a także Mars, jest pod bliższą uwagą ludności astronomicznej Ziemi. XVII wieku: "Widzę pierścień" niezwykły widok na planetę Saturn po raz pierwszy zawahał się Galileo Galilee latem 1610 ...

Układ Słoneczny

Astronomia wejście do XXI wieku. Został on naznaczony wyjątkowym osiągnięciem - odkrycie planet poza systemem Słonecznym, systemy planetarne z innych gwiazd. Z pomocą nowej generacji środków i metod obserwacji astronomicznej, począwszy od 1995 r. ...