Задачи на закон всемирного тяготения с решением

Иван Иван Обновлено: 16 Сентябрь 2019 3 110 Время чтения: 8 минут
Содержание
Содержание

    Закон всемирного тяготения – фундаментальный закон природы, согласно которому все предметы притягиваются между собой. Это проявление гравитационного взаимодействия. Если хотите узнать о гравитации больше – читайте наш отдельный материал.

    На своем телеграм-канале мы ежедневно отбираем полезную и интересную информацию. Подписывайтесь!

    Закон всемирного тяготения: формулировка, примеры

    Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.

    Примеры действия закона всемирного тяготения: 

    • яблоко, летящее на голову Ньютона; 
    • движение небесных тел; 
    • свет, поглощаемый черной дырой.
    Закон всемирного тяготения был сформулирован Ньютоном в 1682 году. Размышляя над законами движения планет, которые ранее были открыты Кеплером, Ньютон хотел узнать, какие силы действуют на небесные тела и заставляют их двигаться определенным образом.

    Вопросы на закон всемирного тяготения

    Вопрос 1. Если все предметы притягиваются, то почему Луна не падает на Землю, Земля не падает на Солнце и т.д.?

    Ответ. Все дело в скорости движения небесных тел. Луна движется вокруг Земли со скоростью равной примерно 1 км/с. Этой скорости недостаточно, чтобы покинуть орбиту, и достаточно, чтобы Луна не упала на Землю. Можно сказать, что Луна падает на Землю, но это падение никогда не заканчивается.

    Вопрос 2. Что из этих величин является фундаментальной физической константой: гравитационная постоянная G или ускорение свободного падения g?

    Ответ. Гравитационная постоянная G является одинаковой для всех тел в природе и в любой точке Вселенной. Ее значение:

    Ускорение свободного падения g в пределах Земли варьируется в зависимости от координат и высоты подъема тела над поверхностью. На других планетах значение g будет совершенно иным, так как оно зависит от массы и размеров небесного тела. 

    Вопрос 3. Как развивалась теория тяготения после Ньютона и до наших дней?

    Ответ. Классическая теория тяготения Ньютона господствовала в физике на протяжении более чем двух веков. В 1915 году Эйнштейн показал, что она является частным случаем общей теории относительности.

    Вопрос 4. Что такое первая и вторая космические скорости?

    Ответ. Первая космическая скорость – скорость, с которой спутник должен двигаться вокруг Земли или другого космического объекта, чтобы оставаться на орбите и не падать. Для Земли значение первой космической скорости равно 7,91 км/с.
    Вторая космическая скорость – скорость, необходимая для того, чтобы покинуть орбиту небесного тела. Значение: 11,2 км/с.

    Вопрос 5. С гравитационной постоянной разобрались. Ну а что такое гравитационная неустойчивость?

    Ответ. Гравитационная неустойчивость – флуктуации (возмущения, небольшие отклонения) плотности и скорости вещества в пространстве под действием сил тяготения. Гравитационная неустойчивость является причиной возникновения галактик, звезд и звездных скоплений.

    Кстати! Для наших читателей действует скидка 10% на любой вид работы.

    Задачи на закон всемирного тяготения с решениями

    Хотите узнать, как решать задачи на закон всемирного тяготения? Вот памятка по решению любых задач и отдельная статья про задачи на движение тел под действием силы тяжести

    Задача №1. Применение закона всемирного тяготения

    Условие 

    Два одинаковых шара притягиваются друг к другу с силой 6,67*10^-5 Ньютона. Масса каждого шара равна 20 тонн. Найдите расстояние между шарами. 

    Решение

    По закону всемирного тяготения

    Ответ: 20 метров.

    Задача №2. Расчет ускорения свободного падения на Марсе

    Условие

    Каково ускорение свободного падения на Марсе?

    Решение

    Сначала по справочнику найдем значения массы и радиуса Марса:

    По закону всемирного тяготения для тела массы m на Марсе:

    Сократим m и получим формулу для ускорения свободного падения:

    Ответ: 3,72 метра на секунду в квадрате.

    Задача №3. Нахождение первой космической скорости на поверхности Луны

    Условие

    Какова первая космическая скорость на поверхности Луны?

    Решение

    Первая космическая скорость у поверхности планеты находится по формуле:

    Также из этой задачи можно найти ускорение свободного падения на Луне. Оно равно 1,61 м/с2.

    Ответ: 1,7 км/с.

    Задача №4. Изменение ускорения свободного падения с четом высоты

    Условие

    Воздушный шар поднимается на высоту 6 километров. Как изменится ускорение свободного падения на этой высоте?

    Решение

    Запишем закон всемирного тяготения сначала для поверхности Земли, а потом для высоты h. Обозначим ускорение свободного падения на уровне моря как g нулевое.

    Ответ: Ускорение свободного падения уменьшится на 0,02 м/с2.

    Задача №5. Применение закона всемирного тяготения

    Условие

    Определите, какая из сил притяжения больше: сила между Землей и Луной или сила между Луной и Солнцем

    Решение

    Чтобы понять, какая сила больше, нужно их сравнить.

    Учитывая, что расстояние между Землей и Луной гораздо меньше, чем расстояние межу Землей и Солнцем, вместо расстояния между Луной и Солнцем можно взять расстояние Земля-Солнце.

    Ответ: сила притяжения между Луной и Солнцем примерно в два раза больше.

    Нужна помощь в решении задач и других заданий? Обращайтесь в профессиональный студенческий сервис.

    Оцените материал
    3 110
    Узнать стоимость
    Примеры работ
    Посмотрите примеры наших работ
    Мы выполнили 629 316 работ
    Управление персоналом
    Тема: «Теоретические характеристики обеспечения эффективных социально-трудовых отношений в современных экономико-управленческих процессах управления персоналом»
    Время выполения: 7 дней
    Стоимость заказа: 9 000 руб.
    Смотреть работу
    Экономическая социология
    Тема: «Проблемы и перспективы развития социальной защиты безработных в РФ»
    Время выполения: 8 дней
    Стоимость заказа: 9 500 руб.
    Смотреть работу
    Медицина
    Тема: «Гормональная фаза деятельности организма: состав и структурная организация эндокринной системы»
    Время выполения: 3 дней
    Стоимость заказа: 700 руб.
    Смотреть работу
    Психология
    Тема: «Виды психологического консультирования и их специфика»
    Время выполения: 2 дней
    Стоимость заказа: 500 руб.
    Смотреть работу
    Психология личности
    Тема: «Теоретические аспекты изучения готовности к выбору профессии и склонности к риску у старшеклассников с различным типом характера»
    Время выполения: 5 дней
    Стоимость заказа: 2 300 руб.
    Смотреть работу
    Педагогика
    Тема: «Основные возрастные особенности формирования учебной деятельности»
    Время выполения: 6 дней
    Стоимость заказа: 2 000 руб.
    Смотреть работу
    Экономика предприятия
    Тема: «Факторы, влияющие на оборачиваемость дебиторской задолженности»
    Время выполения: 8 дней
    Стоимость заказа: 2 000 руб.
    Смотреть работу
    Педагогическая психология
    Тема: «Отчет по психолого-педагогической практике»
    Время выполения: 9 дней
    Стоимость заказа: 2 300 руб.
    Смотреть работу
    Психология здоровья
    Тема: «Роль занятий физической культурой в процессе формирования психических качеств личности»
    Время выполения: 2 дней
    Стоимость заказа: 900 руб.
    Смотреть работу
    Гражданское право
    Тема: «Правомерное поведение, правонарушения и юридическая ответственность»
    Время выполения: 3 дней
    Стоимость заказа: 1 000 руб.
    Смотреть работу
    Комментарии отсутствуют
    Написать комментарий
    Оставить комментарий
    {$ errors.username[0] $}
    Вы уже наш клиент? Авторизуйтесь.
    {$ errors.email[0] $}
    Пользователь с таким email уже существует! Авторизуйтесь.
    {$ errors.content[0] $}
    Оставляя комментарий, я соглашаюсь на обработку своих персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности