фізика 6/22

 31.10.2022

Урок 30

Тема. Сила тяжіння та вага тіла

Завдання:

1. Опрацювати теоретичний матеріал
2. Записати конспект в зошит
3. Виконати тест на повторення, нище за посиланням, надати розв'язок задач

https://naurok.com.ua/test/join?gamecode=5529690 , всесв тяжіння

Сила тяжіння та вага тіла

Одним з виявів сили всесвітнього тяжіння є сила тяжіння - сила притягання тіл до Землі. Позначимо масу Землі через М, її радіус - через R, масу даного тіла - через m. Тоді сила, що діє на тіло поблизу поверхні землі, згідно із законом всесвітнього тяжіння, дорівнюватиме:

Це і є сила тяжіння. Вона напрямлена до центра Землі.

Якщо на тіло діє тільки ця сила (а всі інші сили зрівноважені), то воно вільно падає. Прискорення вільного падіння можна визначити за другим законом Ньютона:

Обертанням Землі зумовлюється те, що прискорення вільного падіння, виміряне відносно якого-небудь тіла на поверхні землі, на різних широтах неоднакове.

Іншою, менш істотною причиною того, що прискорення вільного падіння в різних пунктах Землі неоднакове, є сплюснутість земної кулі біля полюсів.

Досліди показують: прискорення вільного падіння, виміряне відносно поверхні Землі поблизу полюсів, дорівнює приблизно 9,83 м/с2, на екваторі - 9,78 м/с2, а на широті 45° - 9,81 м/с2.

У деяких районах земної кулі прискорення вільного падіння відрізняється від наведеного вище значення ще з однієї причини. Такі відхилення спостерігаються в тих місцях, де в надрах Землі залягають породи, густина яких більша або менша від середньої густини Землі. Там, де є поклади порід, що мають більшу густину, значення g більше. Це дає змогу геологам за вимірюваннями значення g знаходити родовища корисних копалин.

Отже, сила тяжіння, а значить, і прискорення вільного падіння змінюються з віддаленням від Землі. Якщо тіло перебуває на висоті h над Землею, то модуль прискорення вільного падіння g визначають за формулою:

Так, на висоті 300 км прискорення вільного падіння зменшується на 1 м/с2. Із цієї формули випливає, що, навіть коли тіло перебуває над Землею в кілька десятків або сотень метрів, навіть багатьох кілометрів, силу тяжіння можна вважати сталою, такою, що не залежить від положення тіла. Тільки тому вільне падіння поблизу Землі й можна вважати рівноприскореним рухом.

Нехай яке-небудь тіло, наприклад куля, лежить на горизонтальній опорі (мал. 38). Куля взаємодіє із Землею, і якби вона була вільною, то під дією сили тяжіння падала б на Землю з прискоренням g. Але падінню кулі перешкоджає опора.

Мал. 38. Взаємодія кулі з поверхнею

Вагу тіла визначають за формулою:

Важливо зрозуміти і запам’ятати, що вага — це сила, прикладена до опори, а не до тіла. До тіла прикладено лише силу тяжіння і силу реакції опори, що врівноважують одна одну.

Інколи плутають вагу тіла з його масою. По-перше, це різні фізичні величини, з яких вага - векторна величина, а маса визначається лише числовим значенням. Вони характеризують різні властивості тіл і мають різні одиниці: для ваги - ньютон, для маси - кілограм. По-друге, кожне тіло завжди має певну незмінну масу, а вага тіла може змінюватися, якщо опора або підвіс нерівномірно рухається.