_Закон всемирного тяготения_

Датский астроном Тихо Браге (1546-1601), долгие годы наблюдавший за движением планет, накопил огромное количество интересных данных, но не сумел их обработать.
Иоганн Кеплер (1571-1630) используя идею Коперника о гелиоцентрической системе и результаты наблюдений Тихо Браге, установил законы движения планет вокруг Солнца, однако и он не смог объяснить динамику этого движения.
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 отдан в печать.
Из истории открытия
закона всемирного тяготения…

Одним из первых учёных, кто понял, что не только Солнце притягивает к себе планеты, но и планеты притягивают к себе Солнце, был английский учёный Роберт Гук.
Он писал:
«Все небесные тела имеют притяжение, или силу тяготения к своему центру, вследствие чего они не только притягивают собственные части и препятствуют им разлетаться, как наблюдаем на Земле, но притягивают также все другие небесные тела, находящиеся в сфере их действия».

Ньютон предположил, что ряд явлений, казалось бы не имеющих ничего общего (падение тел на Землю, обращение планет вокруг Солнца, движение Луны вокруг Земли, приливы и отливы и т. д.), вызваны одной причиной.
Окинув единым мысленным взором «земное» и «небесное», Ньютон предположил, что существует единый закон всемирного тяготения, которому подвластны все тела во Вселенной — от яблок до планет!
Как был открыт закон всемирного тяготения.

Всемирное тяготение – взаимное притяжение между всеми телами Вселенной . Гравитационные силы – силы всемирного тяготения.
Гравитационное поле – особый вид материи, осуществляющий гравитационное взаимодействие.
Запомни, что …

В 1687 г. Ньютон установил один из фундаментальных законов механики, получивший название закона всемирного тяготения:
Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними,
где m1 и m2 – массы взаимодействующих тел, r – расстояние между телами, G – коэффициент пропорциональности, одинаковый для всех тел в природе и называемый постоянной всемирного тяготения или гравитационной постоянной.

Эксперимент Генри Кавендиша
определение значения гравитационной постоянной

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

G - универсальная
гравитационная постоянная
6,67 •10 -11 Н*м2/кг 2

Физический смысл
гравитационной постоянной
Гравитационная постоянная численно равна силе притяжения двух тел, массой 1 кг каждое, находящихся на расстоянии 1 м друг от друга.

1. Вывод закона всемирного тяготения

(третий закон Ньютона)
2. Зависимость силы тяготения от массы тела

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

Границы применимости закона
Закон всемирного тяготения имеет определенные границы применимости; он применим, если :
1) взаимодействующие тела – материальные точки;
2) тела имеют форму шара;
3) одно из тел - шар большого радиуса, взаимодействующий
с телом, размер которого много меньше размеров шара.
Сила тяготения становится заметной только тогда, когда хотя бы одно из взаимодействующих тел имеет очень большую массу (планета, звезда).

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

Гравитационное поле
С В О Й С Т В А
СУЩЕСТВУЕТ
ВОКРУГ
ЛЮБОГО ТЕЛА
ОСУЩЕСТВЛЯЕТ
ПРИТЯЖЕНИЕ
МЕЖДУ ТЕЛАМИ
ВСЕПРОНИКАЮЩАЯ
СПОСОБНОСТЬ
ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ
ГРАВИТАЦИОННЫМ
ЗАРЯДОМ - МАССОЙ

Значение закона всемирного тяготения:
Объясняет движение планет
Объясняет морские приливы и отливы
Позволил открыть новые планеты – Нептун и Плутон
Можно предсказывать солнечные и лунные затмения
Можно объяснить строение Солнечной системы

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

Расчётные задачи
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?