Закон всемирного тяготения

Доступен только на StudyGur

Тема:
Скачиваний: 0
Страниц: 2
Опубликован:
ЧИТАЙТЕ ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА

ПРЕДПРОСМОТР

Закон всемирного тяготения.
Исаак Ньютон смог объяснить движение тел в космическом пространстве с помощью
закона всемирного тяготения. Ньютон пришел к своей теории в результате многолетних
исследований движения Луны и планет.
Закон всемирного тяготения.
Если m1 и m2 – массы двух точечных тел, а r – расстояние между ними, то закон
всемирного тяготения записывается в виде
где G = 6,67∙10–11 Н∙м2/кг2 – гравитационная постоянная. Этот закон справедлив
также для сферически симметричных тел (при расстояниях между центрами больше суммы
их радиусов), а приближенно он выполняется для любых тел, если расстояние между ними
велико по сравнению с их размерами. Ускорение, которое испытывает тело m, находящееся
на расстоянии r от тела M, равно
В частности, ускорение свободного падения в поле
Земли равно
, где
– масса Земли, r – расстояние до ее центра. Вблизи
поверхности Земли ускорение свободного падения равно g = 9,8 м/с2. Сплюснутость Земли и
ее вращение приводят к отличию силы тяжести на экваторе и возле полюсов: ускорение
свободного падения в точке наблюдения может приближенно высчитываться по формуле g =
9,78 ∙ (1 + 0,0053 sin φ), где φ – широта этой точки.
Гравитация внутри Земли.
Внутри Земли, если принять ее за однородный шар, сила тяжести убывает
пропорционально расстоянию до центра:
Поскольку размеры Земли не бесконечно
малы по сравнению с расстояниями до Луны и Солнца, то силы лунного и солнечного
притяжения в разных точках Земли разные. Так, самая близкая точка будет притягиваться
сильнее, чем самая далекая точка. Действие возмущающих сил на отдельные части земной
поверхности вызывает приливы и отливы. При этом приливное влияние Луны в 2,2 раза
сильнее, чем Солнца.
Квадратурные и сизигийные приливы.
Каждый день уровень океанских вод поднимается и снижается, причем в устьях
некоторых рек и отдельных заливах на несколько метров. Эти явления носят название
приливов и отливов. Гидросфера, как и всякое жидкое тело, способна деформироваться, что
и происходит каждый день в результате притяжения Луны и Солнца. В полнолуние и
новолуние тяготение Луны и Солнца усиливают действие друг друга, и приливы бывают
выше средних. Когда же Луна находится в фазах первой и последней четверти, силы
тяготения светил гасят друг друга, и уровень приливов ниже среднего. Перегородив дамбой
залив, приливы можно использовать для получения электроэнергии.
Луна каждые 24 часа 50 минут вызывает приливы не только в океанах, но и в коре
Земли, и в атмосфере. Под воздействием приливных сил литосфера вытягивается примерно
на полметра. Тяготение Луны вызывает также прецессию земной оси. Из-за океанских
приливов и отливов возникает сила трения между литосферой и гидросферой, замедляющая
скорость вращения Земли вокруг своей оси. Каждое столетие продолжительность суток
увеличивается приблизительно на 0,002 с. Два миллиарда лет назад продолжительность
земных суток составляла всего 10 часов, а в отдаленном будущем они будут равны одному
месяцу. Уже теперь благодаря приливным силам Луна постоянно обращена к Земле одной и
той же стороной. Кроме того, притяжение приливных выступов Земли увлекает Луну по
орбите вперед, в результате чего она удаляется от Земли со скоростью около 3 см в год.
Именно приливные силы, возникшие в гравитационном поле Юпитера, разорвали ядро
кометы Шумейкеров – Леви на множество частей, после чего несколько лет назад она упала
на Юпитер. Закон всемирного тяготения справедлив только в рамках классической
механики. Он, по-видимому, нарушается на малых расстояниях (порядка планковской
длины). В 1916 году Альберт Эйнштейн в теории относительности показал, что свойства
пространства и времени изменяются вблизи больших масс.
ЗАРЕГИСТРИРУЙТЕСЬ - ЭТО БЕСПЛАТНО

Похожие документы

Тест «Закон всемирного тяготения

... исследований движения Луны и планет. ...

doc | 31.2 kB | 0 страниц

Закон всемирного тяготения

... исследований движения Луны и планет. ...

doc | 488.4 kB | 0 страниц