Презентация к уроку физики в 10 классе "Закон Всемирного тяготения. Первая космическая скорость"

Закон Всемирного тяготения.

Первая космическая скорость

«РAЗДУMЬЯ HAД ЯБЛOKOM HЬЮTOHA»

Лeгeндapнoe дepeвo пepeжилo Hьютoнa пoчти нa cтo лeт и пoгиблo в 1820 г. вo вpeмя cильнoй гpoзы.

Начинаем с повторения:

1. Сформулируйте второй закон Ньютона.

2. Сформулируйте закон всемирного тяготения.

3. Назовите формулу для определения ускорения свободного падения.

4. Почему числовое значение ускорения свободного падения зависит от географической широты места?

5. Что вы знаете об ускорении свободного падения на Луне?

Формулировка Закона Всемирного тяготения и определение гравитационной постоянной

А так же

- возникновение приливов и отливов;

- сила тяжести и ускорение свободного падения вблизи поверхности Земли.

Сила всемирного тяготения – сила, с которой все тела притягиваются друг к другу. Эта сила наиболее заметно проявляется при взаимодействии массивных тел (звезд, планет, их спутников)

Закон всемирного тяготения выполняется для материальных точек и сферических тел .

Закон всемирного тяготения : все тела в природе притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними

Впервые гравитационную постоянную удалось измерить английскому физику Генри Кавендишу в 1798 г .

Генри Кавенди

1731–1810 гг.

«В чем причина приливов и отливов на Земле?».

Разность ускорений, вызываемых притяжением другого тела в данной точке и в центре планеты, называется приливным ускорением .

Приливное трение – процесс взаимодействия между массами воды, участвующими в приливных явлениях, и дном океана, вызванный суточным вращением Земли и вследствие тяготения Луны.

Северный полюс

Экваториальный радиус отличается от полярного где-то на 50 км.

Экватор

R п

R э

Ускорение свободного падения тел зависит от географической широты.

Одним из проявлений закона всемирного тяготения является сила тяжести.

F=mg

Силы гравитации (силы всемирного тяготения) действуют между всеми телами — все они притягиваются друг с другом.

Пусть яблоко находится внутpи oднopoднoгo пoлoгo шapa (любoй тoлщины) в любой точке шара…

Бесспорно и очевидно, что если яблоко будет находиться в центре шара, то притяжение его к любой части шара с одной стороны уравновешивается притяжением к противоположной стороне шара.

Оказывается, неважно, в каком месте внутри шара будет располагаться яблоко. Можно доказать, что силы притяжения действующие на яблоко с противоположных сторон шара, равны по величине и в сумме дают ноль.

Движение одного тела в поле тяготения другого тела

А так же…

• опыты по моделированию первой, второй и третьей космической скорости;
• исследование «зависимость периода от скорости обращения».

Побываем в виртуальной лаборатории.

Скорость и ускорение при движении по окружности с постоянной по модулю скоростью

С помощью закона Всемирного тяготения и законов Ньютона были рассчитаны траектории движения планет Солнечной системы, а также рассчитаны их координаты в любой момент времени на много лет вперед.

Показываем опыт – тяжелый металлический шарик движется вокруг тяготеющего центра (под столешницей укреплен электромагнит). Он скатывается с наклонного желоба и в зависимости от скорости его движения траектория будет или круговой, или эллиптической или параболической.

Искусственные спутники Земли.

А так же …

- когда тело становится искусственным спутником;

-движение тела с первой космической скоростью;

- почему спутник не падает на поверхность планеты.

Искусственные спутники планет – космические аппараты, созданные людьми.

Спутник движется как свободно падающее тело с ускорением свободного падения.

Искусственным спутником Земли может стать любое тело произвольной массы.

Скорость, при достижении которой космический аппарат, запускаемый с Земли может стать ее искусственным спутником называется первой космической скоростью.

Получим формулу для расчета 1-ой космической скорости и рассчитаем её.

Для этого нужно записать второй закон Ньютона, закон всемирного тяготения и формулу для расчета центростремительного ускорения.

Считаем, что спутник находится на высоте h от поверхности Земли.

Почему спутник не падает на поверхность планеты?

Каждую секунду он падает на 5 м, но при этом в горизонтальном направлении смещается на 8 км.

Задача 1. Определите первую и вторую космические скорости для Луны. Масса Луны 7, 35 * 10 22 кг ; радиус Луны = 1,74 * 10 6 м

Решение:

Задача 2.

Космонавт, находясь на Земле, притягивается к ней с силой 700 Н. С какой силой он будет притягиваться к Марсу, находясь на его поверхности? Радиус Марса в 2 раза, а масса – в 10 раз меньше, чем у Земли.

1) 70 Н 2) 140 Н 3) 210 Н 4) 280 Н

Решение:

Ответ: 4)

***Задача 3. Средняя плотность некоторой безымянной планеты равна средней плотности планеты Земля, а радиус этой планеты в 2 раза больше радиуса Земли. Во сколько раз первая космическая скорость безымянной планеты больше, чем скорость Земли?

1) 1 2) 2 3) 1,41 4)4

Решение:

1-ая косм. скорость для Земли

1-ая космическая скорость для безымянной планеты

Ответ: 2)

Домашнее задание: § 31, 32.