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 ↓


Изменение g с высотой и глубиной


Концепция гравитации — это то, с чем мы сталкиваемся в повседневной жизни. Когда яблоко падает с дерева или когда мы прыгаем и возвращаемся обратно, все это из-за гравитации. Сила тяжести на объект рядом с поверхностью Земли является прямой и обычно постоянной. Однако эта гравитационная сила может незначительно изменяться в зависимости от вашего положения относительно поверхности Земли. Это объясняется "изменением g с высотой и глубиной".

Понимание гравитации (g)

Символ "g" обозначает ускорение свободного падения. На поверхности Земли оно составляет около 9.8 м/с². Это значение показывает, с какой скоростью объект будет ускоряться при свободном падении.

Представьте, что вы бросаете мяч прямо вверх в воздух. Мяч поднимается, ненадолго останавливается и затем возвращается назад. Причина, по которой мяч возвращается обратно, заключается в том, что он постоянно притягивается гравитацией Земли со скоростью около 9.8 м/с².

Изменение g с высотой

Когда вы удаляетесь от поверхности Земли, например, если вы поднимаетесь на гору или летите в самолете, расстояние между вами и центром Земли увеличивается. Это увеличение расстояния вызывает небольшое уменьшение значения "g".

Формула, объясняющая, как изменяется гравитация с высотой, выглядит следующим образом:

g' = g(1 - 2h/r)

В этой формуле:

  • g' — это гравитация на высоте.
  • g — нормальное значение гравитации на поверхности Земли, 9.8 м/с².
  • h — это высота над поверхностью Земли.
  • R — это радиус Земли, примерно 6,371,000 м.

Рассмотрим пример. Предположим, вы стоите на вершине Эвереста, который находится примерно на высоте 8,848 метров над уровнем моря. Подставьте значения в формулу:

G' = 9.8 (1 - 2 * 8848 / 6,371,000)

Решив это уравнение, вы получите немного меньшее значение g', чем 9.8 м/с².

Вот простая презентация:

Земля h = высота

Изменение g с глубиной

Значение "g" также изменяется, когда мы погружаемся внутрь Земли, например, в пещеры или шахты. На больших глубинах часть массы Земли оказывается выше вас, что влияет на расчет силы тяжести.

Формула, показывающая, как изменяется гравитация с глубиной, такова:

g' = g(1 - d/r)

В этой формуле:

  • g' — это гравитация на глубине.
  • g — нормальное значение гравитации на поверхности Земли, 9.8 м/с².
  • d — это глубина под поверхностью Земли.
  • R — снова радиус Земли, примерно 6,371,000 м.

Предположим, вы находитесь в шахте на глубине 3000 метров под поверхностью Земли:

g' = 9.8 (1 - 3000 / 6,371,000)

Вычислив это, вы увидите, что g' будет чуть меньше 9.8 м/с².

Концептуально это выглядит так:

Земля d = глубина

Сравнение высоты и глубины

Мы видели, что "g" уменьшается, как при движении вверх, так и вниз от поверхности Земли. Однако причины этого различны:

  • На больших высотах расстояние от центра Земли увеличивается.
  • На больших глубинах меньшая часть массы Земли находится под вами.

В обоих случаях происходит небольшое снижение гравитации, что незначительно в повседневной жизни, но важно для точных расчетов, необходимых в инженерии, астрофизике и других областях.

Практическое значение

Для инженеров, строящих высокие здания или летающих в небе, может потребоваться учет изменения g для обеспечения точности расчетов. Аналогично, для шахтеров, работающих глубоко под землей, понимание этой концепции может повысить безопасность и точность их работы.

Хотя изменения в g довольно малы и обычно не ощущаются в повседневной деятельности, они представляют большой интерес в исследованиях и областях, требующих высокой точности, таких как исследование космоса. Например, спутники и космические шаттлы будут учитывать уменьшение гравитации с высотой для расчета орбит и траекторий с высокой точностью.

Заключение

Понимание изменения g с высотой и глубиной помогает нам понять тонкости гравитационной физики. Хотя это тонкий эффект, он влияет на многие научные, инженерные и технологические области.

Изучение изменения g подчеркивает красоту и сложность физики в объяснении естественных явлений в нашей Вселенной.


Девятый класс → 1.3.6


U
username
0%
завершено в Девятый класс

← Предыдущий (1.3.5)
Масса и вес
Следующий (1.3.7) →
Kepler's laws of planetary motion

Комментарии 



Изменение g с высотой и глубиной

https://www.physicsflow.com/g9/1.3.6?pfal=ru