Девятый класс
  1. Механика  1.1. Движение  1.1.1. Виды движения  1.1.2. Расстояние и перемещение  1.1.3. Скорость и вектор скорости  1.1.4. Ускорение  1.1.5. Графическое представление движения  1.1.6. Уравнения движения  1.1.7. Равномерное и неравномерное движение  1.1.8. Свободное падение и ускорение свободного падения  1.1.9. Relative speed  1.1.10. Circular motion  1.2. Законы силы и движения  1.2.1. Понятие силы  1.2.2. Первый закон Ньютона  1.2.3. Newton's second law of motion  1.2.4. Третий закон Ньютона  1.2.5. Инерция и виды инерции  1.2.6. Motion  1.2.7. Conservation of momentum  1.2.8. Применение законов Ньютона в повседневной жизни  1.2.9. Types of Forces (Contact and Non-Contact)  1.2.10. Friction and its effects  1.3. Гравитационная сила  1.3.1. Закон всемирного тяготения Ньютона  1.3.2. Важность гравитационной силы  1.3.3. Ускорение из-за гравитации  1.3.4. Свободное падение и невесомость  1.3.5. Масса и вес  1.3.6. Изменение g с высотой и глубиной  1.3.7. Kepler's laws of planetary motion  1.3.8. Satellites and their orbits  1.4. Work, Energy and Power  1.4.1. Понятие работы  1.4.2. Положительные и отрицательные действия  1.4.3. Работа, совершаемая постоянной и переменной силой  1.4.4. Энергия и ее формы  1.4.5. Кинетическая и потенциальная энергия  1.4.6. Закон сохранения энергии  1.4.8. Коммерческая единица энергии  1.4.9. Теорема о работе и энергии  1.5. Простые механизмы  1.5.1. Types of simple machines  1.5.2. Механическое преимущество  1.5.3. Эффективность машин  1.5.4. Рычаги и их типы  1.5.5. Блоки и наклонные плоскости  1.5.6. Шестерни и их применение
  2. Свойства материи  2.1. Состояния материи  2.1.1. Solids, liquids and gases  2.1.2. Свойства различных состояний вещества  2.1.3. Изменение состояния вещества  2.1.4. Плазма и конденсат Бозе — Эйнштейна  2.2. Плотность и давление  2.2.1. Понятие плотности и относительной плотности  2.2.2. Давление в твердых телах, жидкостях и газах  2.2.3. Pascal's law and its applications  2.2.4. Атмосферное давление и его вариации  2.2.5. Surface tension and capillarity  2.3. Плавучесть и принцип Архимеда  2.3.1. Выталкивающая сила  2.3.2. Закон Архимеда  2.3.3. Применения принципа Архимеда  2.3.4. плавучие и тонущие объекты  2.3.5. Теория плавания и принцип Архимеда
  3. Теплота и термодинамика  3.1. Температура и тепло  3.1.1. Концепция тепла и температуры  3.1.2. Измерение температуры  3.1.3. Шкалы температуры  3.2. Heat transfer  3.2.1. Проводимость тепла  3.2.2. Конвекция тепла  3.2.3. тепловое излучение  3.2.4. Применения теплообмена  3.2.5. Теплопроводность  3.3. Thermal expansion  3.3.1. Расширение твердых тел, жидкостей и газов  3.3.2. Abnormal expansion of water  3.3.3. Применение теплового расширения  3.4. Удельная теплоемкость и скрытая теплота  3.4.1. Концепция удельной теплоемкости  3.4.2. Измерение и применение удельной теплоемкости  3.4.3. Latent heat of fusion and vaporization  3.4.4. Тепловые двигатели и эффективность
  4. Волны и звук  4.1. Waves and their types  4.1.1. Механические и электромагнитные волны  4.1.2. Продольные и поперечные волны  4.1.3. Свойства волн  4.1.4. Длина волны, частота и скорость волны  4.1.5. Наложение волн  4.2. Звуковые волны  4.2.1. Природа и передача звука  4.2.2. Скорость звука в различных средах  4.2.3. Отражение звука и эхо  4.2.4. Sonar and ultrasound  4.2.5. Резонанс и пульсация  4.3. Характеристики звука  4.3.1. Интенсивность, громкость и качество звука  4.3.2. Эффект Доплера в звуке
  5. Освещение и оптика  5.1. Отражение света  5.1.1. Законы отражения  5.1.2. Отражение от плоского зеркала  5.1.3. Отражение от сферического зеркала  5.1.4. Формирование изображения вогнутыми и выпуклыми зеркалами  5.1.5. Применения отражения  5.2. Преломление света  5.2.1. Законы преломления  5.2.2. Показатель преломления  5.2.3. Преломление через стеклянную плиту  5.2.4. Refraction in water and air  5.2.5. Lenses and their types  5.2.6. Image formation by convex and concave lenses  5.2.7. Total internal reflection and its applications  5.3. Дисперсия и рассеяние света  5.3.1. Спектр белого света  5.3.2. Prisms and Dispersion  5.3.3. Эффект Тиндаля и голубое небо
  6. Электричество и магнетизм  6.1. Электрический заряд и статическое электричество  6.1.1. Понятие электрического заряда  6.1.2. Зарядка трением, контактом и индукцией  6.1.3. Электроскоп и его работа  6.2. Current Electricity  6.2.1. Понятие электрического тока  6.2.2. Ohm's Law and Resistance  6.2.3. Факторы, влияющие на сопротивление  6.2.4. Последовательные и параллельные схемы  6.2.5. Тепловой эффект электрического тока  6.2.6. Электрическая мощность и энергия  6.3. Магнетизм  6.3.1. Естественные и искусственные магниты  6.3.2. Свойства магнитов  6.3.3. Earth's magnetism  6.3.4. Magnetic field and field lines  6.3.5. Электромагниты и их применение
  7. Современная физика  7.1. структура атома  7.1.1. Atomic Structure and Subatomic Particles  7.1.2. Электроны, протоны и нейтроны  7.1.3. Модель Резерфорда и Бора  7.2. Радиоактивность  7.2.1. Types of radioactive emissions  7.2.2. Период полураспада и радиоактивный распад  7.2.3. Использование и опасности радиации
  8. Space science and astronomy  8.1. Вселенная и ее компоненты  8.1.1. Звезды и галактики  8.1.2. Planets and Solar System  8.2. Спутники  8.2.1. Естественные и искусственные спутники  8.2.2. Использование спутников

Девятый класс → Механика → Гравитационная сила ↓


Закон всемирного тяготения Ньютона


Закон всемирного тяготения Ньютона - это фундаментальная концепция физики, описывающая гравитационное притяжение между объектами с массой. Согласно этому закону, каждая частица во Вселенной притягивает каждую другую частицу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между их центрами.

Проще говоря, это означает, что любые два объекта, независимо от того, насколько далеко они находятся друг от друга, испытывают взаимное притяжение. Эта сила называется силой гравитации.

Формула

Формула для расчета гравитационной силы между двумя объектами выглядит следующим образом:

F = G * (m1 * m2) / r^2

Где:

  • F - гравитационная сила между объектами в ньютонах (Н).
  • G - гравитационная постоянная. Ее приблизительное значение 6.674 × 10⁻¹¹ Н(м/кг)².
  • Массы обоих объектов m1 и m2 в килограммах.
  • r - расстояние между центрами двух объектов в метрах (м).

Понимание концепции на примерах

Давайте углубимся в концепцию гравитационной силы на примерах и объяснениях:

Пример 1: Гравитационная сила между Землей и объектом

Рассмотрим объект с массой m на поверхности Земли. Земля оказывает на этот объект гравитационную силу. Масса Земли составляет 5.972 × 10²⁴ кг, а средний радиус Земли - 6.371 × 10⁶ м.

F = G * (m_earth * m_object) / r_earth²

Если масса объекта составляет, скажем, 10 кг, то, подставив значения, мы можем вычислить гравитационную силу, действующую на объект.

Пример 2: Гравитационная сила между двумя людьми

Представьте двух людей, стоящих на расстоянии 1 м друг от друга, каждый с массой 70 кг. Согласно закону всемирного тяготения, они также оказывают друг на друга гравитационную силу.

F = G * (70kg * 70kg) / (1m)² F = 6.674 × 10⁻¹¹ * 4900 F = 3.27026 × 10⁻⁷ Н

Эта сила чрезвычайно мала, что объясняет, почему мы не чувствуем гравитационного притяжения от повседневных объектов.

Визуальное представление

M₁ M₂ R Гравитационная сила действует вдоль линии, соединяющей центры двух масс.

Обратная зависимость

Формула показывает, что гравитационная сила уменьшается с квадратом расстояния. Таким образом, если расстояние между двумя объектами увеличивается вдвое, гравитационная сила становится равной четверти от первоначальной величины. Этот закон обратного квадрата важен для понимания таких явлений, как почему гравитация слабее на больших высотах.

Гравитационная постоянная

Гравитационная постоянная, G, является важной частью формулы. Это универсальная константа, что означает, что ее значение не меняется и остается одинаковым для всей Вселенной. Это маленькое значение объясняет, почему гравитация является слабой силой по сравнению с другими, такими как электромагнетизм.

Применения всемирного тяготения

Всемирное тяготение важно для понимания многих природных явлений:

  • Астрономия: оно объясняет орбиты планет и натуральных спутников, а также движение небесных тел.
  • Приливная сила: гравитационная сила Луны на Землю вызывает приливы в океанах.
  • Космические исследования: расчет траекторий для космических аппаратов включает понимание гравитационных взаимодействий с другими небесными телами.

Закон всемирного тяготения Ньютона остается основой нашего понимания Вселенной, подчеркивая взаимосвязь всех материальных объектов через гравитацию. Несмотря на то, что это одна из фундаментальных сил, гравитация играет универсальную и жизненно важную роль как в бескрайнем космосе, так и в окружающей нас среде.

Решение текстовых задач

Задача 1: Расчет силы гравитации

Предположим, что две сферы массой 10 кг и 20 кг находятся на расстоянии 2 м друг от друга. Рассчитайте гравитационную силу между ними.

F = G * (m1 * m2) / r^2 F = 6.674 × 10⁻¹¹ * (10 * 20) / 2² F = 6.674 × 10⁻¹¹ * 200 / 4 F = 3.337 × 10⁻¹⁰ Н

Эта сила чрезвычайно мала, что объясняет, почему такое гравитационное притяжение не заметно в повседневных ситуациях.

Задача 2: Понимание эффекта расстояния

Если в предыдущей задаче расстояние уменьшиться вдвое, какова будет новая гравитационная сила?

New r = 1 m F = G * (m1 * m2) / (1²) F = 6.674 × 10⁻¹¹ * 200 / 1 F = 1.3348 × 10⁻⁹ Н

Сила увеличилась, когда расстояние уменьшилось вдвое, что показывает зависимость по закону обратных квадратов.

Концептуальные вопросы

Чтобы лучше понять закон всемирного тяготения Ньютона, рассмотрите следующие вопросы:

  1. Если масса обоих объектов удваивается, а расстояние остается постоянным, то как изменится сила?
  2. Рассмотрите, какое влияние окажет на гравитационную силу удвоение как массы, так и расстояния объекта.

Заключение

Закон всемирного тяготения Ньютона предоставляет важное представление о том, как все объекты с массой связаны друг с другом через гравитацию. Изучая, как масса и расстояние влияют на силу гравитации, мы получаем представление о природных силах, формирующих наш мир и Вселенную.

Хотя гравитация - это врожденная и невидимая сила в нашей повседневной жизни, ее эффекты гораздо более глубоки - от простого акта падения объекта до величественного танца планет и звезд на космической арене. Как мы обнаружили, идеи Ньютона помогают решать загадки гравитационных взаимодействий, лежащих в основе многих аспектов физики и астрономии.


Девятый класс → 1.3.1


U
username
0%
завершено в Девятый класс

← Предыдущий (1.3)
Гравитационная сила
Следующий (1.3.2) →
Важность гравитационной силы

Комментарии 



Закон всемирного тяготения Ньютона

https://www.physicsflow.com/g9/1.3.1?pfal=ru