Силы гравитации формула: Сила тяжести — урок. Физика, 7 класс.

Гравитационная сила – формула, определение закона всемирного тяготения кратко

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 71.

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 71.

Одним из фундаментальных природных взаимодействий является гравитация. Сила притяжения Земли известна человеку с древности. Однако, точное ее описание появилось лишь в эпоху Возрождения. Рассмотрим особенности этой силы подробнее.

Открытие гравитационных сил

Согласно представлениям Аристотеля, Земля состоит из «абсолютно тяжелого» элемента земли, и находится в геометрическом центре Вселенной. Этот элемент является причиной падения тел, он тянет все тела в центр Вселенной, а поскольку все тела в той или иной степени состоят из него, то все они также испытывают такое же стремление.

Небесные тела никак не связывались с Землей, они совершали движение либо по «хрустальным сферам» либо, в более поздней системе Птолемея по «совершенным» окружностям.

К XVIв стало накапливаться все больше фактов, говорящих о том, что Земля – не единственный объект, обладающий гравитацией. Исследования Н. Коперника, Г. Галилея, И. Кеплера, Р. Декарта подводили к мысли, что причиной непрямолинейного движения планет является существование некоторой силы, постоянно искривляющей траекторию движения, без участия которой планеты бы двигались по прямым.

Законченную форму эти представления обрели в труде И. Ньютона «Математические начала натуральной философии», изданном в 1687 г, где была выведена формула гравитационной силы.

Рис. 1. Книга Ньютона Математические Начала Натуральной Философии.

Согласно Ньютону, любое изменение скорости движения тела – это результат воздействия некоторой силы. Исследовав законы движения планет, открытые Кеплером, Ньютон пришел к выводу, что траектория движения планет – это результат действия гравитационной силы, действующей между планетами и Солнцем. Сила эта пропорциональна массе тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

$$F_{грав}=G{m_1m_2\over r^2}$$

Заслугой Ньютона явилось то, что он распространил действие гравитации не только на небесные тела, но и на вобще любые тела, обладающие массой, установив, таким образом, Закон Всемирного Тяготения.

Рис. 2. Силы гравитации.

Особенности гравитационной силы

Итак, явление гравитации состоит в том, что между телами существует сила взаимного притяжения, пропорциональная их массам. В чем особенности этой силы ?

• Радиус действия гравитации бесконечен. Величина ее падает пропорционально квадрату расстояния, и эта зависимость неизменна. Таким образом, даже объекты, удаленные на значительные астрономические расстояния, все равно оказывают небольшое гравитационное влияние друг на друга.
• Гравитация – всемирная сила. От поля гравитационной силы укрыться невозможно. В отличие, например, от магнитного поля, которое не проникает в сверхпроводники, гравитация проникает через любые материальные преграды.
• Силы гравитации потенциальны. Это означает, что любой точке пространства соответствует некоторая потенциальная энергия гравитационной силы, и для определения работы гравитации не требуется знать форму траектории, достаточно знать лишь положения начальной и конечной точки пути.

Гравитация – единственная сила, сообщающая всем телам одинаковое ускорение. Ускорение, сообщаемое телу силами любой другой природы, зависит от массы тела. Для гравитационного поля Земли это не так. Еще Галилей показал, что легкая дробинка и тяжелое ядро падают с одинаковым ускорением, несмотря на разницу в весе. Это происходит потому, что хотя масса ядра значительно больше, гравитационная сила для него также больше. В результате ускорение, получаемое ядром, равно ускорению, получаемое дробинкой.

Точность Закона Всемирного Тяготения позволила не только описать движения планет, но и предсказать существование еще неоткрытой планеты – Нептуна. И лишь в XXв появились данные, расходящиеся с ним. Дальнейшее развитие теория гравитации получила в рамках Общей Теории Относительности А.Эйнштейна, для которой гравитация Ньютона является частным случаем.

Рис. 3. Общая теория относительности Эйнштейна.

Что мы узнали?

Согласно теории гравитации И.Ньютона, между любыми телами, имеющими массу, существует сила взаимного притяжения, пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними. Ускорение, сообщаемое гравитацией телам, не зависит от их массы.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда – пройдите тест.

Пока никого нет. Будьте первым!

Оценка доклада

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 71.

---

А какая ваша оценка?

Как рассчитать гравитационную силу планеты?

Это сила, с которой планетарная поверхность притягивает тело массой m. Ускорение свободного падения можно рассчитать по следующей формуле: g = G . M/R², где R — средний радиус Земли, а M — масса.

Для этого мы используем старую формулу P = m. g, где m — масса объекта, а g — ускорение свободного падения, значение которого примерно равно 10 м/с2.

Можно определить величину гравитационного поля Земли или любой другой планеты, составив частное между силой гравитации и массой тела. Сила гравитации, действующая на массу в определенной области, связана с гравитационным полем, создаваемым Землей в этом месте.

По словам профессора, Ньютон понимал, что сила тяготения всегда является силой притяжения, которая не зависит от взаимодействия между массами тел. «Чем больше масса тел, тем больше взаимодействие, тем больше гравитационное притяжение. Однако это взаимодействие уменьшается по мере удаления одного тела от другого.

Эту формулу можно обобщить уравнением F = ma, где F — сила, m — масса тела, а — ускорение. Используя этот закон, можно вычислить силу тяжести любого тела на поверхности Земли, используя известное ускорение свободного падения.

Согласно Исааку Ньютону: «Два тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату разделяющего их расстояния».

Закон всемирного тяготения Ньютона гласит, что сила гравитационного притяжения прямо пропорциональна произведению масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния, разделяющего два тела.

Гравитационная сила – это сила притяжения, возникающая между всеми телами, имеющими массу. Планета Земля, например, способна притягивать тела вокруг себя к своему центру из-за своего гравитационного поля.

Гравитационная сила или гравитационное взаимодействие — это сила, возникающая при взаимном взаимодействии двух тел. … Это потому, что Земля оказывает гравитационное воздействие на тела. Это происходит между Землей и Луной, а также между Землей и Солнцем, вызывая поступательное движение Земли.

Гравитационное поле создается в областях, близких к телам, имеющим массу. Его величина пропорциональна массе и обратно пропорциональна расстоянию от центра тела. … Объекты, имеющие массу, притягивают другие тела, также имеющие массу.

Мы знаем, что напряженность гравитационного поля обратно пропорциональна квадрату расстояния до центра Земли, следовательно, поскольку экваториальный радиус больше полярного, напряженность гравитационного поля меньше на экваторе и больше на столбах.

Сила притяжения между двумя объектами равна произведению их масс, деленной на квадрат расстояния между ними. То есть, чем больше масса объекта и чем он ближе, тем больше сила его притяжения к другому объекту. Это объясняет, почему мы не просто уплываем к Солнцу.

Так называемая перегрузка — это единица ускорения, соответствующая ускорению силы тяжести на Земле. Стоит помнить, что это не равно G (заглавная буква), которая представляет гравитационную постоянную Ньютона.

Гравитация — это сила притяжения, существующая между всеми массовыми частицами во Вселенной. Гравитация отвечает за прикрепление объектов к поверхности планет и, согласно законам движения Ньютона, отвечает за удержание объектов на орбитах друг вокруг друга.

Как рассчитать силу тяжести на поверхности Земли

Автор: Стивен Хольцнер и

Обновлено: 26-03-2016

Исследуйте книгу Купить на Amazon

Начав с физического уравнения для силы тяжести, вы можете подставить массу и радиус Земли, чтобы рассчитать силу гравитации вблизи поверхности Земли.

Уравнение силы тяжести равно

, и это справедливо независимо от того, насколько далеко друг от друга находятся две массы.

Гравитационная сила между массой и Землей составляет вес объекта . Масса считается мерой инерции объекта, а его вес — силой, действующей на объект в гравитационном поле. На поверхности Земли две силы связаны ускорением свободного падения: F _г = мг . Килограммы и слаги — это единицы массы; ньютоны и фунты – единицы веса.

Вы можете использовать закон всемирного тяготения Ньютона, чтобы получить ускорение свободного падения

g на поверхности Земли, просто зная гравитационную постоянную G , радиус Земли и массу Земли. Сила, действующая на объект массой м ₁ вблизи поверхности Земли, равна

F = м ₁ г

Эта сила обеспечивается гравитацией между объектом и Землей, согласно формуле гравитации Ньютона, поэтому вы можете написать

Радиус Земли, r _e , составляет около 6,38 × 10 ⁶ метров, а масса Земли составляет 5,98 × 10 ²⁴ кг. Если подсчитать, получится

.

Разделив обе стороны на м ₁ , вы получите ускорение свободного падения:

Закон всемирного тяготения Ньютона дает ускорение свободного падения вблизи поверхности Земли: 90,8 м/с ² .

Конечно, вы можете измерить г , бросив яблоко и засекая время, но что в этом интересного, когда вы можете вычислить его окольным путем, который требует, чтобы вы сначала измерили массу Земли?

Эта статья из книги:

• Физика I Для чайников,

Об авторе книги:

Доктор Стивен Хольцнер написал более 40 книг по физике и программированию. Он был пишущим редактором в 9 лет.0025 PC Magazine

и преподавал в Массачусетском технологическом институте и Корнелле. Он является автором книг для чайников, в том числе «Физика для чайников», и «Основы физики для чайников». Доктор Хольцнер получил докторскую степень в Корнелле.

Эту статью можно найти в категории:

• Физика ,

Гравитационная сила – определение, формула, примеры, свойства, часто задаваемые вопросы

Закон всемирного тяготения Ньютона используется для объяснения гравитационной силы. Гравитационная сила – это тип бесконтактной силы, гравитационная сила – это сила в природе, которая всегда притягательна и консервативна. Гравитационная сила определяется как сила притяжения, испытываемая двумя или более контактирующими объектами. Гравитационная сила определяется формулой, полученной из универсального закона притяжения Ньютона, известной как формула гравитационной силы. Наша среда окружена гравитацией. Он определяет, сколько мы весим и как далеко отскочит баскетбольный мяч, прежде чем коснется земли при броске. Сила, которую Земля применяет к вам, равна силе гравитации на Земле. Гравитационная сила равна вашему весу, когда вы находитесь в состоянии покоя на поверхности Земли или вблизи нее. Также требуется наличие гравитационного поля при передаче тепла за счет естественной конвекции.

 

Что такое гравитационная сила?

Гравитационная сила — это сила, которая притягивает любые два объекта во Вселенной, независимо от того, имеют они равные массы или нет. Кроме того, универсальный закон всемирного тяготения Ньютона гласит, что все, включая вас, притягивает все остальные объекты во Вселенной. Единицей гравитационной силы является ньютон, обозначаемый как Н.

В изучение гравитации внесли большой вклад многие известные ученые. В начале 17 века итальянский астроном Галилео Галилей обнаружил, что все объекты равномерно ускоряются по направлению к центру Земли. В своем новаторском исследовании 1687 года английский математик Исаак Ньютон сделал первое открытие законов гравитации.

Гравитация считается фундаментальной силой, так как ее влияние на любой объект можно легко наблюдать. Таким образом, гравитационная сила действует на каждый объект, имеющий массу. Таким образом, гравитационная сила является фундаментальной силой. Поскольку между объектами нет соприкосновения, гравитационная сила бесконтактна. Поскольку он сфокусирован в центре орбиты, по которой движется объект, он является центростремительным. Он отвечает за сохранение орбиты тела. Тяга, направленная от центра, испытывается вращающимся телом. Центробежная сила является причиной этого натяжения. Из всех основных сил сила гравитации является самой слабой.

Подробнее о: Ускорение под действием силы тяжести

Закон всемирного тяготения Ньютона

 

Закон всемирного тяготения Ньютона или Закон всемирного тяготения Ньютона Гравитация и утверждает, что все объекты во Вселенной, имеющие любые массы, всегда притягиваются друг к другу с силой притяжения. Эта сила притяжения называется Гравитационной Силой (F), которая равна

• Прямо пропорциональна произведению масс (m ₁ и m ₂ ) двух объектов, находящихся в контакте друг с другом, и
• Обратно пропорциональна квадрату расстояния (r) между их центрами.

Выражение или соотношение для вышеуказанного закона дается формулой гравитационной силы, обсуждаемой ниже:

Формула гравитационной силы массы (м ₁ и M ₂ ) на расстоянии r, кроме их центров, приведен по адресу:

F ∝ M ₁ M ₂

и

F ∝ 1/R ²

и

F ∝ 1/R ²

F ∝ 1/R ²

Сейчас, объединяя два вышеуказанные отношения,

F ∝ M ₁ M ₂ / R ²

или

F = GM ₁ 1 M ₂

F = GM ₁ 1 M ₂

F = GM ₁ 1 M ₂

F = GM ₁ 1 M 311 / R. / R. ₁ 1 M 3

F = GM ₁ 1. ²

где G — константа пропорциональности, известная как Гравитационная постоянная (= 6,67 × 10 ⁻¹¹ Н⋅ м ² /кг ² ).

Единица гравитационной силы

• Единицей гравитационной силы в системе СИ является Ньютон (Н).
• Размерная формула гравитационной силы [M ¹ L ¹ T ^-2 ].

Свойства силы гравитации

Вот некоторые важные характеристики силы гравитации,

• Силы гравитации всегда притягивающие и самые слабые из всех фундаментальных сил.
• Это тип бесконтактной силы, так как он не требует физического контакта или прикосновения к системе объектов.
• Гравитационная сила — это сила дальнего действия, не требующая среды.
• Значение Силы Гравитации на поверхности Земли постоянно.

Читайте также: Контактные и бесконтактные силы

Примеры силы гравитации

Некоторые примеры гравитационной силы из повседневной жизни можно обсудить следующим образом:

Гравитационная сила Земли

Каждый объект подвержен гравитационному притяжению Земли, явлению, известному как гравитация. Мы не можем свободно парить в воздухе из-за гравитации, которая удерживает нас на земле. Сила, которую Земля и мы оба прикладываем к планете, одинакова. Однако Земля остается незатронутой из-за своих огромных размеров. Если подвешенный объект отпустить, он естественным образом упадет в направлении центра Земли.

Сила гравитации между Землей и Луной

Из-за гравитационного притяжения Земли и Луны Луна вращается вокруг Земли. Чтобы вычислить эту силу, мы подставляем их массы и расстояние между их двумя центрами в формулу гравитационной силы. Затем было обнаружено, что гравитационная сила между Землей и Луной составляет 2 × 10 ²⁰ Н.

Гравитационная сила Солнца

Из-за своей массивной массы Солнце оказывает гравитационную силу, диапазон которой чрезвычайно широк. Эта притягивающая сила заставляет все планеты вращаться вокруг Солнца по эллиптической форме. Формула гравитационной силы может быть использована для определения гравитационной силы, действующей на Землю со стороны Солнца, и она равна 3,5 × 10 ²² N.

Разница между гравитацией и гравитационной силой

Давайте обсудим ключевые различия между гравитацией и гравитационной силой в деталях. Сила

Гравитация всегда является силой притяжения. В то время как гравитационная сила может быть как притягивающей, так и отталкивающей. Это не Универсальная Сила. Это Универсальная Сила. Гравитация ощущается вдоль линии, соединяющей центр земли и центр тела. Эта сила может ощущаться в радиальном направлении от масс.

Подробнее: Разница между гравитационной силой и гравитацией

Решенные примеры на гравитационную силу кг, если расстояние между ними 5 м.

Решение:

Дано: M ₁ = 1000 кг, M ₂ = 800 кг, R = 5 M

Здесь g = 6,67 × 10 ⁻¹¹ Н. М ² /кг ²

Заменить значения в формуле:

F _G =

F _G 9000 4 9

F _G 9000 4 9

F _G 9000

F _G 9000

F _G 9000

F _G

F _{G G . = 2,1 × 10 ^-6 Н}

Пример 2: Найти силу притяжения между человеком массой 50 кг и автобусом массой 1500 кг, если расстояние между ними 10 м.

Решение:

Дано: M ₁ = 50 кг, M ₂ = 1500 кг, r = 10 м

Здесь G = 6,67 × 10 ⁻¹¹ Н⋅ м ² /кг ²

Подставляя значения в формулу, имеем:

F _г = 

F _г = 5,0025 × 10 ^-8 Н

Пример 3. Найдите силу тяжести N на некотором расстоянии между двумя телами. притяжение, если расстояние между ними увеличить вдвое.

Решение:

Закон всемирного тяготения Ньютона гласит, что гравитационная сила между двумя точечными объектами прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

F _г = 

Это уравнение показывает, что для данных масс, если r заменить на 2r, сила станет 1/4 первоначальной силы. Следовательно, сила притяжения станет 4/4 = 1 Н.

Пример 4: Масса Земли 6 × 10 ²⁴ кг. Расстояние между Землей и Солнцем равно 1,5 × 10 ¹¹ м. Если гравитационная сила между ними составляет 3,5 × 10 ²² Н, какова масса Солнца?

Решение:

Дано: m _e = 6 × 10 ²⁴ кг, r = 1,5 × 10 ¹¹ м и F = 3,5 × 10 ¹¹ м и F = 3,5 × 10 ²² Н как: F _г = .

⇒ 3,5 × 10 ²² n =

⇒ Масса Солнца =

= 1,967 × 10 ³⁰ кг

FAQS на гравитационной форме

Вопрос 1: DEFINE.

Ответ:

Гравитационная сила — это сила, которая притягивает любые два объекта во Вселенной, независимо от того, имеют ли они равные массы или нет.

Кроме того, универсальный закон всемирного тяготения Ньютона гласит, что все, включая вас, притягивает все остальные объекты во Вселенной.

Вопрос 2: Какова гравитационная сила между двумя объектами?

Ответ:

Гравитационная сила между двумя объектами массами m ₁ и m ₂  на расстоянии r друг от друга можно рассчитать по приведенной ниже формуле:

F = Gm ₁ м ₂ / r ² 90 где F равно 90 гравитационная сила, а G — гравитационная постоянная.

Вопрос 3: Кто открыл гравитационную силу?

Ответ:

Английский математик Исаак Ньютон сделал первое открытие гравитационных законов и сил.

Вопрос 4: Напишите любые два свойства гравитационной силы.

Ответ:

Ниже приведены важные свойства гравитационных сил:

• Гравитационные силы всегда притягивающие и самые слабые из всех фундаментальных сил.