СИЛА ТЯЖІННЯ
Розділ 3 ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ. СИЛА
&26. СИЛА ТЯЖІННЯ
Чому всі підкинуті вгору тіла падають на Землю? Чому на санчатах легко з’їжджати згори, а вгору їх треба тягнути?
Спостереження. Якщо підкинути вгору м’яч, то він, піднявшись на деяку висоту, почне рухатися вниз і впаде на Землю (мал. 115). Парашутист, який вистрибує з літака, падає вниз навіть тоді, коли парашут розкритий (мал. 116). Після появи дощової хмари на Землю падає рясний дощ (мал.117). Хоч би як ми стрибали вгору, завжди опускаємося на Землю.
Мал.
Мал. 116
Мал. 117
Усі тіла, що перебувають на Землі або поблизу, взаємодіють з нею: Земля притягує тіла, а вони притягують Землю.
Оскільки маса Землі дуже велика, то внаслідок взаємодії помітно змінюють швидкості і положення саме тіла, а Земля практично залишається на місці.
Силу, з якою Земля притягує до себе будь-яке тіло, називають силою тяжіння.
Від чого залежить сила тяжіння?
На підставі досліду з яблуками, виконаного раніше, можемо зробити висновок, що на два яблука, які підвішені на пружині, діє більша сила тяжіння, ніж на одне, бо
Силу тяжіння позначають Fтяж.
Одиницею сили тяжіння, як і будь-якої іншої сили, у СІ є один ньютон (1 Н). Цю одиницю названо на честь англійського вченого Ісаака Ньютона, який вперше сформулював основні закони руху тіл і закони тяжіння.
1 ньютон (1 Н) дорівнює силі тяжіння, що діє на тіло масою приблизно 102 г.
Тоді на тіло масою 1 кг діє сила тяжіння 9,81 Н, тобто Fтяж = 9,81 Н.
Як, користуючись одиницею сили 1 Н, визначити силу тяжіння, що діє на тіло будь-якої маси?
Оскільки на тіло масою 1 кг діє сила тяжіння 9,81 Н, то на тіло масою т діятиме сила тяжіння в т разів більша.
Щоб визначити силу тяжіння Fтяж, що діє на тіло, треба сталу для даної місцевості величину g = 9,81 Н/кг помножити на масу тіла m, виражену в кілограмах:
Fтяж = gm.
Але притягання існує не тільки між Землею і тілами, які розміщуються на ній або поблизу неї. Усі тіла притягуються одне до одного. Наприклад, притягуються між собою Земля (мал. 118, 2) і Місяць (3), Сонце (1) і Земля (2) та інші планети, кораблі в морі, предмети в кімнаті.
Унаслідок притягання Землі до Місяця на Землі виникають припливи і відпливи (мал. 119). Вода в океанах піднімається двічі на добу на кілька метрів.
Завдяки силі тяжіння атмосфера утримується біля Землі, річки течуть згори донизу, Місяць утримується біля Землі, планети рухаються по орбітах навколо Сонця.
Явище притягання всіх тіл Всесвіту одне до одного називають всесвітнім тяжінням.
Мал. 118
Мал. 119
Ісаак Ньютон довів, що сила притягання між тілами тим більша, чим більші маси цих тіл і чим менша відстань між тілами.
Якби сила тяжіння на Землі раптово зникла, то всі неукріплені на її поверхні тіла за будь-якого малого поштовху порозліталися б в усі боки в космічному просторі.
А який напрям має сила тяжіння?
Дослід. Якщо взяти висок або підвісити на нитці будь-який предмет (мал. 120), то побачимо, що нитка з тягарцем унаслідок дії на нього сили тяжіння завжди напрямлена до Землі вздовж прямої, яку називають вертикаллю.
Виконавши цей дослід у всіх точках Землі, учені переконалися, що сила тяжіння завжди напрямлена до центра Землі.
Мал. 120
Силу тяжіння зображають у вигляді вертикальної стрілки, напрямленої вниз і прикладеної до певної точки тіла (мал. 121 а, б).
Мал. 121
Це цікаво знати
Крім планет з їх супутниками, навколо Сонця рухаються маленькі планети, які ще називають астероїдами. Найбільша з них – Церера – карликова планета, радіус якої майже в 20 разів, а маса в 7500 разів менші від Землі. Сила тяжіння на ній така мала, що людина, відштовхнувшись від поверхні планети, могла б полетіти з неї. Четверта в полі астероїдів планета – Веста – має масу в 60 000 разів меншу від маси Землі.
– Ось як описує засновник теорії космонавтики К. Е. Ціолковський в оповіданні “Шлях до зірок” умови перебування людини на цьому астероїді: “На Землі я можу вільно нести ще одну людину такої самої ваги, як я. На Весті так само легко можу нести в 30 разів більше. На Землі я можу підстрибнути на 50 см. На Весті таке саме зусилля дає стрибок на 30 м. Це висота десятиповерхового будинку або величезної сосни. Там легко перестрибувати через рівчаки і ями, завширшки із чималу річку. Можна перестрибнути через 15-метрові дерева й будинок. І це без розгону”.
ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО
1. Що є причиною падіння всіх тіл на Землю?
2. Яку силу називають силою тяжіння?
3. За якою формулою визначають силу тяжіння?
4. Що відбудеться з прикладеною до тіла силою тяжіння, якщо його масу збільшити вдвічі?
5. Який напрям має сила тяжіння?
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...