Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.

Тела массами M и m притягиваются, друг к другу с силой, F модуль которой выражается формулой F = G M m /r², где r – расстояние между телами;

G – коэффициент пропорциональности одинаковый для

всех тел в природе.

Называется этот коэффициент постоянной всемирного тяготения или гравитационной постоянной.

Все тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстоянию между ними.

Сила тяжести. Одно из проявлений силы всемирного тяготения - сила притяжения т.е. сила притяжения тел к Земле.

Обозначим массу Земли M, ее радиус R, массу данного тела m, тогда сила действующая на тело вблизи поверхности Земли, согласно закону всемирного тяготения будет равна F = G M m / R², это и есть сила тяжести. Направлена она к центру Земли.

Если на тело действует только одна сила, то она совершает свободное падение.

Ускорение свободного падения, применив второй закон Ньютона равна

g = F / m = G Mm / R²m = G M / R², Fт = m g.

Вес тела. Вес тела - это сила, с которой тело вследствие его притяжения к Земле действует на опору или подвес. Вес тела приложен к опоре или подвесу.

Но это не значит, что вес тела и силы

тяжести, это одинаковые силы.

Сила тяжести – это гравитационная

Сила приложенная, к телу.

Вес тела – это сила упругости

приложенная к подвесу.

Если тело не подвешено, а установлено

на опоре, то и на опору действует сила,

которая называется весом.

При свободном падении вес и груз движутся с одинаковым ускорением g.

Нижний конец пружины не увеличивается

грузом, а сам следует за ним, и пружина не

деформируется. Поэтому нет силы упругости,

которая действовала бы на груз. Это значит, что

и груз тоже не деформируется и не действует на

пружину. Вес исчез! Груз, как говорят, стал

невесомым.

Невесомость объясняется свойством силы всемирного тяготения и, в частности, сила тяжести сообщит всем телам (в нашем случае грузу и пружине весов) одинаковое ускорение. Поэтому всякое тело, которое движется под действием только силы тяжести, или, вообще, силы всемирного тяготения, находятся в состоянии невесомости.

Задача. Тело падающее на поверхность Земли, на высоте 4,8м имело скорость 10м/с. С какой скоростью тело упадет на Землю? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Билет №5