Определение закона всемирного тяготения

ЗАКОНЫ ДИНАМИКИ НЬЮТОНА.СИЛЫ В ПРИРОДЕ.ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ.НЕВИСОМОСТЬ

                 Подготовила студентка группы 1СР-474

ХасбиуллинаАсия

Первый закон Ньютона

Всякое тело, не подверженное внешним воздействиям, либо находится в покое, либо движется равномерно и прямолинейно.

Системы отсчета, в которых выполняется первый закон Ньютона называются инерциальными.

Инертность тел – свойство тел сохранять состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения.

Масса – количественная мера инертности тел.

Сила – величина, являющаяся мерой внешнего воздействия на данное тело со стороны других тел. Сила – векторная величина.

Принцип суперпозиции (сложения) сил (следует из опыта)

.

Второй закон Ньютона

Произведение массы тела на его ускорение равно действующей на него силе

.

В общем случае второй закон Ньютона можно представить в виде

,

или в проекциях на оси координат в виде системы трех дифференциальных уравнений второго порядка

, , .

Третий закон Ньютона

Силы взаимодействия двух тел равны по величине и противоположны по направлению

.

Виды сил в механике

1. Дальнодействующие силы:

сила тяготения, электромагнитные силы, ядерные силы.

2. Близкодействующие силы:

1) сила упругой деформации (закон Гука)

, - коэффициент жесткости.

2) сила давления и сила нормальной реакции

(по третьему закону Ньютона)

Сила нормальной реакции всегда перпен-

дикулярна поверхности, с которой соприкасается

тело. Вес тела .

3) сила трения покоя и сила трения скольжения

, ,

- коэффициент трения.

4) сила натяжения нити; если масса нити мала по

сравнению с массой тел, то сила натяжения нити

на ее концах одинакова.

Сила - векторная величина. Необходимо знать точку приложения и направление каждой силы. Важно уметь определить какие именно силы действуют на тело и в каком направлении. Сила обозначается как , измеряется в Ньютонах

                                              Сила тяжести

На каждое тело, находящееся на планете, действует гравитация Земли. Сила, с которой Земля притягивает каждое тело, определяется по формуле

Точка приложения находится в центре тяжести тела. Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз.

Сила трения

Познакомимся с силой трения. Эта сила возникает при движении тел и соприкосновении двух поверхностей. Возникает сила в результате того, что поверхности, если рассмотреть под микроскопом, не являются гладкими, как кажутся. Определяется сила трения по формуле:

Сила приложена в точке соприкосновения двух поверхностей. Направлена в сторону противоположную движению.

Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра

Сила реакции опоры

Представим очень тяжелый предмет, лежащий на столе. Стол прогибается под тяжестью предмета. Но согласно третьему закону Ньютона стол воздействует на предмет с точно такой же силой, что и предмет на стол. Сила направлена противоположно силе, с которой предмет давит на стол. То есть вверх. Эта сила называется реакцией опоры. Название силы "говорит" реагирует опора. Эта сила возникает всегда, когда есть воздействие на опору. Природа ее возникновения на молекулярном уровне. Предмет как бы деформировал привычное положение и связи молекул (внутри стола), они, в свою очередь, стремятся вернуться в свое первоначальное состояние, "сопротивляются".

Абсолютно любое тело, даже очень легкое (например,карандаш, лежащий на столе), на микроуровне деформирует опору. Поэтому возникает реакция опоры.

Специальной формулы для нахождения этой силы нет. Обозначают ее буквой , но эта сила просто отдельный вид силы упругости, поэтому она может быть обозначена и как

Сила приложена в точке соприкосновения предмета с опорой. Направлена перпендикулярно опоре.

Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра

Сила упругости

Это сила возникает в результате деформации (изменения первоначального состояния вещества). Например, когда растягиваем пружину, мы увеличиваем расстояние между молекулами материала пружины. Когда сжимаем пружину - уменьшаем. Когда перекручиваем или сдвигаем. Во всех этих примерах возникает сила, которая препятствует деформации - сила упругости.

Закон Гука

Сила упругости направлена противоположно деформации.

Сила Архимеда

Сила возникает в результате взаимодействия тела с жидкость (газом), при его погружении в жидкость (или газ). Эта сила выталкивает тело из воды (газа). Поэтому направлена вертикально вверх (выталкивает). Определяется по формуле:

В воздухе силой Архимеда пренебрегаем.

Если сила Архимеда равна силе тяжести, тело плавает. Если сила Архимеда больше, то оно поднимается на поверхность жидкости, если меньше - тонет.

Электрические силы

Существуют силы электрического происхождения. Возникают при наличии электрического заряда. Эти силы, такие как сила Кулона, сила Ампера, сила Лоренца, подробно рассмотрены в разделе Электричество.

Определение закона всемирного тяготения

Согласно этому закону, все материальные тела притягивают друг друга, при этом сила притяжения не зависит от физических или химических свойств тел. Зависит она, если все максимально упростить, лишь от веса тел и расстояния между ними. Также дополнительно нужно принять во внимание тот факт, что на все тела находящиеся на Земле действует сила притяжения самой нашей планеты, получившая название – гравитация (с латыни слово «gravitas» переводиться как тяжесть).

Попробуем же теперь сформулировать и записать закон всемирного тяготения максимально кратко: сила притяжения между двумя телами с массами m1 и m2 и разделенными расстоянием R прямо пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.