УРОКИ ФІЗИКИ 9 КЛАС: Урок №71 Закон всесвітнього тяжіння.

02.04.2020

Тема: Закон всесвітнього тяжіння.

Сила тяжіння. Прискорення вільного падіння

Мета уроку: сформувати знання про силу тяжіння та силу всесвітнього тяжіння (закон тяжіння).

Перевірка домашного завдання
(впр. 32 стор. 208)
Подивіться відео та порівняйте своі розв'язки з наведеними

ВИВЧЕННЯ НОВОЇ ТЕМИ

1.Гравітаційна взаємодія

Гравітаційна взаємодія – взаємодія, яка є властивою всім тілам у Всесвіті й виявляється в їхньому взаємному притяганні одне до одного.

Гравітаційна взаємодія здійснюється за допомогою особливого виду матерії –гравітаційного поля (існує навколо будь-якого тіла: зорі, планети, людини, книжки, молекули, атома).

2. Закон всесвітнього тяжіння

До XVII ст. вчені вважали, що тільки Земля має особливу властивість притягувати до себе всі тіла, що перебувають поблизу її поверхні. У 1667 р. Ньютон висловив дивне для тих часів твердження, що між усіма тілами діють сили взаємного притягання та сформулював закон всесвітнього тяжіння.

Закон всесвітнього тяжіння:

Між будь-якими двома тілами діють сили гравітаційного притягання, які прямо пропорційні добутку мас цих тіл і обернено пропорційні квадрату відстані між ними.

G – гравітаційна стала

Гравітаційну сталу вперше виміряв англійський учений Генрі Кавендіш у 1798 р. за допомогою крутильних терезів:

Гравітаційна стала чисельно дорівнює силі, з якою дві матеріальні точки масою 1 кг кожна взаємодіють на відстані 1 м одна від одної.

Завдяки закону всесвітнього тяжіння:

- описують рух природних і штучних тіл у Сонячній системі;

- описують рух подвійних зір, зоряних скупчень;

- обчислюють маси небесних тіл;

- визначають характер руху небесних тіл, будову, еволюцію.

3. Сила тяжіння

Сила тяжіння Fтяж – сила, з якою Земля (або інше астрономічне тіло) притягує до себе тіла, що перебувають на її поверхні або поблизу неї.

G – гравітаційна стала;

m – маса тіла;

М_З – маса Землі;

r = R_З + h – відстань від центра Землі до тіла.

4. Прискорення вільного падіння

Вільне падіння – це рух тіла лише під дією сили тяжіння (за умови, що опір повітря незначний і на тіло не діють інші сили).

Прискорення вільного падіння можна визначити, застосувавши другий закон Ньютона:

Як і сила тяжіння, прискорення вільного падіння завжди напрямлене вертикально вниз (g↑↑Fтяж ) незалежно від того, в якому напрямку рухається тіло.

Аналіз останньої формули:

1. Прискорення вільного падіння не залежить від маси тіла (довів Ґ. Ґалілей).

2. Прискорення вільного падіння зменшується в разі збільшення висоти h тіла надповерхнею Землі, причому помітна зміна відбувається, якщо h становить десятки й сотні кілометрів (на висоті h = 100 км прискорення вільного падіння зменшиться лише на 0,3 м/с2).

3. Якщо тіло перебуває на поверхні Землі (h=0) або на висоті кількох кілометрів (h≪RЗ ):

Через обертання Землі,а також через те, що форма Землі – еліпсоїд (екваторіальний радіус Землі більший за полярний на 21 км), прискорення вільного падіння залежить від географічної широти місцевості.

ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ І ВМІНЬ

Задача 1. З якою силою притягується до станції масою 180 т транспортний космічний корабель масою 9 т у разі, якщо корабель перебуває на відстані 50 м від станції?

Задача 2. У порту на відстані 200 м один від одного стоять два танкери, маса одного з них становить 150 000 т. Визначте масу іншого, якщо сила гравітаційного притягування між ними становить 20 Н.