Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Загрузка...

Известно, любые два массивные тела притягиваются друг к другу. Это физическое явление называется гравитацией (от лат. Gravis - тяжелый).

 

Проявление гравитации: водопады; тяжесть портфеля с учебниками; падения (и как следствие - разрушение) любимого горшок ...

 

Насколько велики силы гравитационного притяжения (гравитационное отталкивание не наблюдается)?

Два ученика, массами по 50 кг, которые разговаривают между собой, взаимодействуют с силой 1,6 • 10-7 Н (1Н равен весу тела массой 102г). Эта сила очень мала. Однако Земля (Мз = 6.1024 кг) притягивает Луну (мм = 7.1022 кг) с силой 1020Н, а Солнце (Мс = 2.1030 кг) притягивает Землю с силой 1022Н! Cаме эти колоссальные силы определяют движение планет в Солнечной системе, движение целых галактик ... Гравитационные силы являются определяющими в развитии Вселенной и его будущего.

Сила, с которой взаимодействуют любые два массивные тела, определяется законом Всемирного тяготения (установленным Ньютоном в 1687роци):

 

где m1, m2 - массы взаимодействующих тел, R - расстояние между их центрами, G = 6.67 • 10-11 H • м2/кг2 - гравитационная постоянная (впервые определена в 1793 году Генри Кавендиш). Замечание: закон Всемирного тяготения справедлив только для точечных тел, тел сферической или шаровидной формы с неизменной плотностью.

Законы Кеплера.

Обобщая результаты возрастных астрономических наблюдений, Кеплер установил законы, по которым движутся планеты в Солнечной системе.

Первый закон Кеплера.

Все планеты движутся по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов которых находится Солнце.

 

Второй закон Кеплера.

За равные промежутки времени радиус-вектор планеты описывает равные площади:

ΔS = L • Δt/2m

Этот закон непосредственно следует из закона сохранения момента количества движения.

Третий закон Кеплера.

Квадраты периодов обращения различных планет вокруг Солнца относятся как кубы больших полуосей их эллипсов:

T2/a3 = const

Пусть планета массой m движется по круговой орбите вокруг звезды М. Из второго закона Ньютона находим:

(Mω2R = GmM/R2) → (4π2R/T2 = GM/R2) → (T2/R3 = 4π2/GM = const)

Законы Кеплера применимы не только для движения планет, но и для движения их естественных и искусственных спутников.

Ньютон обнаружил некоторую неточность в законах Кеплера и несколько обобщил их.

Обобщенный Ньютоном первый закон Кеплера:

Под действием силы тяжести одно небесное тело может двигаться вокруг другого по одной из следующих кривых: круг, эллипс, парабола, гипербола.

Данный закон имеет универсальный характер и является справедливым не только для планет, но и для всех других естественных и искусственных небесных тел.

Если рассмотреть систему Солнце - Земля, то, в результате взаимодействия, и Солнце и Земля двигаться вокруг общего центра масс. Учитывая расстояние от Земли до Солнца (≈ 15.107 км), и отношение их масс (1: 3,3 • 105), можем найти расстояние от центра Солнца до общего центра масс, равную ≈ 450км (т.е. общий центр масс Земли и Солнца практически совмещается с центром Солнца).

 

(Mc (r - xз) = mзxз) → (xз = Mcr / (Mc + mз))

С второго закона Ньютона:

4π2mзxз/T2 = GMcmз/r2

Подставив в последнее уравнение хз получим:

4π2Мсr/T2 (Mc + mз) = GMc/r2

Поэтому:

 (Mc + mз) T2/r3 = 4π / G = const

Последнее соотношение называют: обобщенный Ньютоном третий закон Кеплера.



Загрузка...
Загрузка...
Реферати і шпаргалки на українській мові.
Биология      Физика      Химия      Экономика     География
Микробиология      Теоретическая механика     География Белоруссии    География Украины    География Молдавии
Растительность мира      Электротехника    География Грузии    География Армении    География Азербайджана
География Казахстана    География Узбекистана    География Киргизии    География Туркменистана    Природоведение
География Таджикистана    География Эстонии