Специальное предложение

Задачи на закон всемирного тяготения с решением

Содержание:
  • 12 Январь 2021
  • 9 минут
  • 29 821

Закон всемирного тяготения – фундаментальный закон природы, согласно которому все предметы притягиваются между собой. Это проявление гравитационного взаимодействия. Если хотите узнать о гравитации больше – читайте наш отдельный материал.

На своем телеграм-канале мы ежедневно отбираем полезную и интересную информацию. Подписывайтесь!

Закон всемирного тяготения: формулировка, примеры

Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.

Примеры действия закона всемирного тяготения: 

  • яблоко, летящее на голову Ньютона; 
  • движение небесных тел; 
  • свет, поглощаемый черной дырой.
Закон всемирного тяготения был сформулирован Ньютоном в 1682 году. Размышляя над законами движения планет, которые ранее были открыты Кеплером, Ньютон хотел узнать, какие силы действуют на небесные тела и заставляют их двигаться определенным образом.

Вопросы на закон всемирного тяготения

Вопрос 1. Если все предметы притягиваются, то почему Луна не падает на Землю, Земля не падает на Солнце и т.д.?

Ответ. Все дело в скорости движения небесных тел. Луна движется вокруг Земли со скоростью равной примерно 1 км/с. Этой скорости недостаточно, чтобы покинуть орбиту, и достаточно, чтобы Луна не упала на Землю. Можно сказать, что Луна падает на Землю, но это падение никогда не заканчивается.

Вопрос 2. Что из этих величин является фундаментальной физической константой: гравитационная постоянная G или ускорение свободного падения g?

Ответ. Гравитационная постоянная G является одинаковой для всех тел в природе и в любой точке Вселенной. Ее значение:

Ускорение свободного падения g в пределах Земли варьируется в зависимости от координат и высоты подъема тела над поверхностью. На других планетах значение g будет совершенно иным, так как оно зависит от массы и размеров небесного тела. 

Вопрос 3. Как развивалась теория тяготения после Ньютона и до наших дней?

Ответ. Классическая теория тяготения Ньютона господствовала в физике на протяжении более чем двух веков. В 1915 году Эйнштейн показал, что она является частным случаем общей теории относительности.

Вопрос 4. Что такое первая и вторая космические скорости?

Ответ. Первая космическая скорость – скорость, с которой спутник должен двигаться вокруг Земли или другого космического объекта, чтобы оставаться на орбите и не падать. Для Земли значение первой космической скорости равно 7,91 км/с.
Вторая космическая скорость – скорость, необходимая для того, чтобы покинуть орбиту небесного тела. Значение: 11,2 км/с.

Вопрос 5. С гравитационной постоянной разобрались. Ну а что такое гравитационная неустойчивость?

Ответ. Гравитационная неустойчивость – флуктуации (возмущения, небольшие отклонения) плотности и скорости вещества в пространстве под действием сил тяготения. Гравитационная неустойчивость является причиной возникновения галактик, звезд и звездных скоплений.

Кстати! Для наших читателей действует скидка 10% на любой вид работы.

Задачи на закон всемирного тяготения с решениями

Хотите узнать, как решать задачи на закон всемирного тяготения? Вот памятка по решению любых задач и отдельная статья про задачи на движение тел под действием силы тяжести

Задача №1. Применение закона всемирного тяготения

Условие 

Два одинаковых шара притягиваются друг к другу с силой 6,67*10^-5 Ньютона. Масса каждого шара равна 20 тонн. Найдите расстояние между шарами. 

Решение

По закону всемирного тяготения

Ответ: 20 метров.

Задача №2. Расчет ускорения свободного падения на Марсе

Условие

Каково ускорение свободного падения на Марсе?

Решение

Сначала по справочнику найдем значения массы и радиуса Марса:

По закону всемирного тяготения для тела массы m на Марсе:

Сократим m и получим формулу для ускорения свободного падения:

Ответ: 3,72 метра на секунду в квадрате.

Задача №3. Нахождение первой космической скорости на поверхности Луны

Условие

Какова первая космическая скорость на поверхности Луны?

Решение

Первая космическая скорость у поверхности планеты находится по формуле:

Также из этой задачи можно найти ускорение свободного падения на Луне. Оно равно 1,61 м/с2.

Ответ: 1,7 км/с.

Задача №4. Изменение ускорения свободного падения с четом высоты

Условие

Воздушный шар поднимается на высоту 6 километров. Как изменится ускорение свободного падения на этой высоте?

Решение

Запишем закон всемирного тяготения сначала для поверхности Земли, а потом для высоты h. Обозначим ускорение свободного падения на уровне моря как g нулевое.

Ответ: Ускорение свободного падения уменьшится на 0,02 м/с2.

Задача №5. Применение закона всемирного тяготения

Условие

Определите, какая из сил притяжения больше: сила между Землей и Луной или сила между Луной и Солнцем

Решение

Чтобы понять, какая сила больше, нужно их сравнить.

Учитывая, что расстояние между Землей и Луной гораздо меньше, чем расстояние межу Землей и Солнцем, вместо расстояния между Луной и Солнцем можно взять расстояние Земля-Солнце.

Ответ: сила притяжения между Луной и Солнцем примерно в два раза больше.

Нужна помощь в решении задач и других заданий? Обращайтесь в профессиональный студенческий сервис.

Навигация по статьям
Доверь свою работу кандидату наук!
  • 01
    Предоплата всего 25%
  • 02
    Шпаргалки в подарок!
  • 03
    Сопровождение до защиты
Узнай бесплатно стоимость работы
Посмотрите примеры наших работ
  • Медицина
    Медицина

    Гормональная регуляция деятельности организма

    • Вид работы:

      Контрольная работа

    • Время выполнения:

      3 дней

    • Стоимость заказа:

      1 200 руб

    Смотреть работу в PDF
  • Экономика предприятия
    Экономика предприятия

    Доходы, прибыль и рентабельность как показатели оценки результатов деятельности предприятия связи

    • Вид работы:

      Контрольная работа

    • Время выполнения:

      4 дней

    • Стоимость заказа:

      1 260 руб

    Смотреть работу в PDF
  • Психология
    Психология

    Виды психологического консультирования, их специфика

    • Вид работы:

      Контрольная работа

    • Время выполнения:

      2 дней

    • Стоимость заказа:

      1 100 руб

    Смотреть работу в PDF
  • Педагогика
    Педагогика

    Воспитание в узком педагогическом смысле, социализация, обучение

    • Вид работы:

      Контрольная работа

    • Время выполнения:

      3 дней

    • Стоимость заказа:

      1 300 руб

    Смотреть работу в PDF
  • Психология
    Психология

    Виды психологического консультирования и их специфика

    • Вид работы:

      Контрольная работа

    • Время выполнения:

      2 дней

    • Стоимость заказа:

      500 руб

    Смотреть работу в PDF