Закон всемирного тяготения

Цели
Образовательные:
1.Изучить закон всемирного тяготения, показать его практическую значимость.
2.Шире раскрыть понятие взаимодействия тел на примере этого закона и ознакомить учащихся с областью действия гравитационных сил.
Воспитательные:
1.Формировать систему взглядов на мир.
2.Содействовать формированию у школьников чувства ответственности за собственную и коллективную деятельность.
Развивающие:
1.Содействовать быстрой актуализации и практическому применению ранее полученных знаний, умений и способов действий в нестандартной ситуации.
2.Развивать речь, мышление.

Гравитационное поле – особый вид материи, осуществляющий гравитационное взаимодействие
СУЩЕСТВУЕТ
ВОКРУГ
ЛЮБОГО ТЕЛА
ОСУЩЕСТВЛЯЕТ
ПРИТЯЖЕНИЕ
МЕЖДУ ТЕЛАМИ
ВСЕПРОНИКАЮЩАЯ
СПОСОБНОСТЬ
ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ
ГРАВИТАЦИОННЫМ
ЗАРЯДОМ - МАССОЙ
С В О Й С Т В А

Закон всемирного тяготения
1667
Исаак Ньютон (1643—1727)
Исаак Ньютон открыл этот закон в возрасте 23 лет, но целых 9 лет не публиковал его, так как имевшиеся тогда неверные данные о расстоянии между Землей и Луной не подтверждали его идею. Лишь в 1667 году, после уточнения этого расстояния, закон всемирного тяготения был наконец-то отдан в печать.

История открытия закона
На склоне своих дней Исаак Ньютон рассказал, как это произошло: он гулял по яблоневому саду в поместье своих родителей и вдруг увидел Луну в дневном небе. И тут же на его глазах с ветки оторвалось и упало на землю яблоко. Тут ему и пришло в голову, что, возможно, это одна и та же сила заставляет и яблоко падать на землю, и Луну оставаться на околоземной орбите.
Яблоня Ньютона

Вывод закона всемирного тяготения
(третий закон Ньютона)
1. Зависимость силы тяготения от массы тела

Центростремительное ускорение Луны равно:
R = 60 Rз
2. Зависимость силы тяготения от расстояния

3.Вывод закона всемирного тяготения

Закон всемирного тяготения
m1 , m2 - массы взаимодействующих тел,
R – расстояние между ними,
G – гравитационная постоянная
Сила взаимного притяжения двух тел прямо пропорциональна произведению масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними

Сила тяготения между Землей и Луной
F12 = F21

Особенности сил тяготения
Силы тяготения направлены вдоль прямой, проходящей через центры взаимодействующих тел.
F12
F21
F12 = F21

Гравитационная постоянная
Физический смысл гравитационной постоянной.
Гравитационная постоянная численно равна
силе гравитационного притяжения двух тел, массой по 1 кг каждое, находящихся на расстоянии 1 м одного от другого.

Опыт Кавендиша
Генри Кавендиш
Первое экспериментальное измерение гравитационной постоянной было осуществлено Генри Кавендишем в 1798 году.
Экспериментальная установка – крутильные весы

Измерив силу взаимодействия между шарами m и M по углу закручивания нити и зная массу шаров и расстояние между ними, Кавендиш определил гравитационную постоянную.
Определение гравитационной постоянной

Границы применимости
закона всемирного тяготения
Закон справедлив для: 1. Однородных шаров.
2. Для материальных точек.
3. Для концентрических тел.

Открытие Ньютоном закона всемирного тяготения явилось важнейшим событием в истории физики
На основе закона всемирного тяготения: открыты планеты Нептун и Плутон

На основе закона всемирного тяготения: определены массы Солнца, планет и других небесных тел

На основе закона всемирного тяготения: раскрыты загадки движения комет, тайны приливов

На основе закона всемирного тяготения: вычисляются параметры движения космических аппаратов, искусственных спутников Земли

Ньютон показал, что с единой точки зрения можно охватить весь механизм мировых явлений - от вращения неподвижных звезд до перемещения химических атомов.
Д.И.Менделеев
Он самый счастливый – систему мира можно установить только один раз.
Лагранж

В настоящее время механизм гравитационного взаимодействия представляется следующим образом.
Каждое тело массой М создает вокруг себя поле, которое называют гравитационным.
Если в некоторую точку этого поля поместить пробное тело массой т, то гравитационное поле действует на данное тело с силой F, зависящей от свойств поля в этой точке и от величины массы пробного тела.
Механизм гравитационного взаимодействия

Вывод:
Между всеми телами существует всемирное тяготение
Сила взаимодействия между двумя телами зависит от массы тел и от квадрата расстояния между ними
Коэффициент пропорциональности – гравитационная постоянная
Всемирное тяготение осуществляется посредством гравитационного поля – особой формы материи
Закон всемирного тяготения имеет границы применимости

Первичное понимание
1.Что такое гравитационное поле и его свойства?
2. Как осуществляется гравитационное взаимодействие?
З.Сформулируйте закон всемирного тяготения
4.Что означает и чему равна гравитационная постоянная?
5.Какое значение имеет открытый Ньютоном закон?

Домашнее задание
Космический корабль массой 8 т приблизился к орбитальной космической станции массой 20 т на расстояние 500 м. Найдите силу их взаимного притяжения.
На каком расстоянии сила притяжения между двумя телами массой по 1000 кг каждое будет равна 6,67 • 10 -9 Н?
Два одинаковых шарика находятся на расстоянии 0,1 м друг от друга и притягиваются с силой
6,67 • 10 -15 Н. Какова масса каждого шарика?
Переслать старосте на почту до 18 часов на следующий день
[e-mail]
1. Ответить на вопросы «Первичное понимание»
2. Решить задачи
Образец отчета
Ф, И. студента. Группа Дата
Тема лекции. « Закон всемирного тяготения. Силы в механике»
выполненное задание
1.
2
3