Законы Кеплера. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес. Невесомость. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.
· Немецкий астроном И. Кеплер в начале XVII века на основе системы Коперника сформулировал три эмпирических закона движения планет Солнечной системы. Первый закон Кеплера (1609 г.): Все планеты движутся по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов которых находится Солнце. Второй закон Кеплера (1609 г.): Радиус-вектор планеты описывает в равные промежутки времени равные площади. Третий закон Кеплера (1619 г.): Квадраты периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит. Третий закон Кеплера выполняется для всех планет Солнечной системы с точностью выше 1 %.
· Открыт Ньютоном в 1667 году на основе анализа движения планет (з-ны Кеплера) и, в частности, Луны. В этом же направлении работали Р.Гук и Р.Боскович.
Закон справедлив для:
· Сила тяжести - это сила притяжения тел к планете. - из закона Всемирного тяготения. (где M- масса планеты, m - масса тела, R - расстояние до центра планеты). - сила тяжести из второго закона Ньютона (где m - масса тела, g - ускорение силы тяжести). (R ≈ 6400 км — радиус Земли)
· Вес тела - это сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес под влиянием притяжения Земли. Вес тела, как и любая другая сила, измеряется в ньютонах. Он имеет направление, и является величиной векторной. Формула веса тела в физике: P = mg где m - масса тела, g - ускорение свободного падения = 9,81 м/с^2 Но, несмотря на совпадение с формулой и направлением силы тяжести, есть серьезное различие между силой тяжести и весом тела. Сила тяжести приложена к телу, а вес тела приложен к опоре или подвесу, то есть, здесь уже тело давит на подвес или опору. В состоянии невесомости вес тела равен нулю. Тело не будет давить на опору или растягивать подвес и весить ничего не будет. Однако, будет по-прежнему обладать массой, так как, чтобы придать телу какую-либо скорость, надо будет приложить определенное усилие, тем большее, чем больше масса тела.
· Состояние, при котором в свободно движущемся теле исчезают деформации и взаимные давления, называется невесомостью. · Как известно, законы Ньютона выполняются только в инерциальных системах отсчета. Системы отсчета, которые движутся относительно инерциальной системы с ускорением, называются неинерциальными. В неинерциальных системах законы Ньютона уже применять нельзя. Однако законы динамики можно применять и для них, если кроме сил ввести понятие силы инерции. При учете сил инерции второй закон Ньютона будет справедлив для любой системы отсчета: произведение массы тела на ускорение в рассматриваемой системе отсчета равно сумме всех сил, действующих на данное тело. При этом силы инерции должны быть такими, чтобы вместе с силами F, обусловленными воздействием тел друг на друга, они сообщали телу ускорение а, каким оно обладает в неинерциальных системах отсчета. · Силы инерции — силы, обусловленные ускоренным движением неинерциальной системы отсчета относительно инерциальной системы отсчета.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|