Всемирноое тяготение

Кадр 1

По заказу Министерства просвещения РСФСР ВСЕМИРНОЕ ТЯГОТЕНИЕ Диафильм по физике для 9 класса

Кадр 2

Выпадение осадков.

Кадр 3

горные обвалы,

Кадр 4

течение воды в реках,

Кадр 5

давление тел на опору…–

Кадр 6

…все эти явления издавна воспринимались как проявление тяжести тел, хотя сущность тяжести, её природа оставались нераскрытыми. В сущность тяжести удалось проникнуть в связи с изучением движения космических тел и в первую очередь планет и их спутников.

Кадр 7

Коперник. Открытие Коперником строения солнечной системы указывало на определяющую роль Солнца в движении планет.

Кадр 8

Затем были изучены кинематические законы движения тел под действием тяжести. Кеплер открыл кинематические законы движения планет,

Кадр 9

а Галилею принадлежит заслуга открытия кинематических законов движения тел под действием тяжести в земных условиях.

Кадр 10

В 1687 г. вышло книга Ньютона «Математические начала натуральной философии». В ней он подвёл итоги всем сделанным к тому времени открытиям в области изучения движения земных и небесных тел и сформулировал основные законы механики.

Кадр 11

Эти законы он применил и к движению небесных тел.

Кадр 12

Движение планет по замкнутым кривым вокруг Солнца свидетельствует о том, что на них действует центростремительная сила–сила тяготения к Солнцу.

Кадр 13

Ньютону удалось связать проявление силы тяготения между небесными телами с известным всем явлением падения тел на Землю.

Кадр 14

Некоторое представление о ходе рассуждения Ньютона вы получите, выполнив следующее задание: 1. Рассчитайте центростремительное ускорение Луны, предполагая, что она движется по окружности. 2. Сравните это ускорение с ускорением свободного падения тел на Земле. 3. Сравните отношение этих ускорений с отношением квадратов радиусов Земли и лунной орбиты.

Кадр 15

Проделав эти расчёты, можно убедиться, что ускорения, получаемые телами под действием тяжести, обратно пропорциональны квадратам их расстояний от центра Земли: g = K/R².

Кадр 16

По второму закону Ньютона сила, вызывающая ускорение тел к центру Земли,—сила притяжения—обратно пропорциональна расстоянию от тела до центра Земли и прямо пропорциональна массе тяготеющего тела: F=mg=K 𝑚/R².

Кадр 17

Согласно третьему закону Ньютона притяжение — взаимное свойство. Луна притягивается Землёй с силой F₁, пропорциональной массе Луны m, а Земля — Луной с силой F₂, пропорциональной массе Земли M. Отсюда ясно, что сила притяжения прямо пропорциональна произведению масс тяготеющих тел.

Кадр 18

Этот закон носит всеобщий характер и получил название закона всемирного тяготения.

Кадр 19

Согласно этому закону две любые частички вещества притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Кадр 20

Гравитационную постоянную экспериментально определил английский физик Кавендиш.

Кадр 21

Это—упрощённая схема установки Кавендиша. Взаимодействуя, большие и малые шары закручивают нить на некоторый угол. При этом сила тяготения между шарами уравновешивается силой упругости закручиваемой нити. Зная массы шаров, расстояние между их центрами и силу взаимодействия, можно определить значение гравитационной постоянной Ỵ. Оказалось, что Ỵ = 6,67·10⁻¹¹ Н · м²/кг².

Кадр 22

Это значит, что два тела массой в 1 кг, находящиеся на расстоянии 1 м, притягиваются с силой 6,67·10⁻¹¹ н.

Кадр 23

Закон всемирного тяготения справедлив для тел, размеры кото-рых очень малы по сравнению с расстоянием между ними, т. е. для материальных точек. Но его нельзя применить, если расстояние между телами сравнимо с их размерами.

Кадр 24

Исключение составляет взаимодействие двух однородных шаров. Силу тяготения между ними можно вычислить по закону всемирного тяготения и в том случае, когда расстояние между ними мало.

Кадр 25

Закон всемирного тяготения применим и к взаимодействию малѣнького тела произвольной формы с большим шаром, плотность которого изменяется лишь в зависимости от расстояния до его центра.

Кадр 26

Закон всемирного тяготения даёт возможность рассмотреть вопрос об изменении силы тяжести с изменением широты места на Земле. В условиях Земли на любое тело действует сила притяжения его к Земле—гравитационная сила F грав., направленная к центру массы Земли.

Кадр 27

Сила F грав. может быть разложена на две составляющие: центростремительную F ц.с., направленную перпендикулярно оси вращения и обусловливающую движение тела по окружности, и силу тяжести Р, проявляющуюся в действии тела на поверхность Земли.

Кадр 28

Из-за сплюснутости Земли по направлению её оси сила тяготения от экватора к полюсу увеличивается, а центростремительная сила уменьшается. Поэтому от экватора к полюсу увеличивается и сила тяжести. Лишь на полюсах сила тяжести и сила тяготения совпадают как по величине, так и по направлению. На экваторе же сила тяжести совпадает с силой тяготения лишь по направлению.

Кадр 29

Разница в весе тел на Земле, Венере, Юпитере и других планетах объясняется различием масс самих планет.

Кадр 30

Закон всемирного тяготения объясняет явление приливов и отливов. На обращённой к Луне и на противоположной сторонах Земли образуются два приливных бугра. При суточном вращении Земли различные точки её поверхности попадают под приливные бугры.

Кадр 31

Знание закона всемирного тяготения и развитие современной науки позволили осуществить запуск искусственных спутников Земли, автоматических межпланетных станций, ракет.

Кадр 32

Ещё Ньютон понимал, что от величины скорости, сообщаемой телу в горизонтальном направлении, зависит траектория его движения. При достаточно большой скорости тело будет двигаться по замкнутой траектории вокруг Земли. Рисунок из книги Ньютона.

Кадр 33

Скорость, которую нужно сообщить телу в горизонтальном направлении для его движения по круговой орбите, называется первой космической скоростью. Она равна 7,9 км сек.

Кадр 34

Если телу сообщить скорость, большую первой космической, оно станет двигаться по эллиптической орбите, а достигнув второй космической скорости—11,2 км/сек,—по параболической. При ещё большей начальной скорости движение тела будет происходить по гиперболической траектории.

Кадр 35

КОНЕЦ Автор Э. Г. Колобова Консультант Г. Р. Лисенкер Редактор Л. Б. Книжникова Художник-оформитель Б. А. Колесниченко Студия „Диафильм“, 1967 г. Москва, Центр, Старосадский пер., д. № 7 Д-293-67 Чёрно-белый 0-20