Miten painovoima mitataan? Painovoima ja universaalin painovoiman voima

« Fysiikka - 10 luokka"

Miksi Kuu kiertää maata?
Mitä tapahtuu, jos kuu pysähtyy?
Miksi planeetat kiertävät Auringon?

Luvussa 1 käsiteltiin sitä yksityiskohtaisesti Maapallo antaa kaikille Maan pinnan lähellä oleville kappaleille saman kiihtyvyyden - kiihtyvyyden vapaa pudotus. Mutta jos maapallo antaa keholle kiihtyvyyden, niin se Newtonin toisen lain mukaan vaikuttaa kehoon jollakin voimalla. Voimaa, jolla maa vaikuttaa kehoon, kutsutaan painovoima. Ensin löydämme tämän voiman ja sitten harkitsemme sitä universaali painovoima.

Kiihtyvyys absoluuttisena arvona määritetään Newtonin toisesta laista:

Yleensä se riippuu kehoon vaikuttavasta voimasta ja sen massasta. Koska painovoiman kiihtyvyys ei riipu massasta, on selvää, että painovoiman on oltava verrannollinen massaan:

Fysikaalinen määrä on painovoiman kiihtyvyys, se on vakio kaikille kappaleille.

Kaavan F = mg perusteella voit määrittää yksinkertaisen ja käytännössä kätevän menetelmän kappaleiden massan mittaamiseen vertaamalla tietyn kappaleen massaa standardimassayksikköön. Kahden kappaleen massojen suhde on yhtä suuri kuin kappaleisiin vaikuttavien painovoimavoimien suhde:

Tämä tarkoittaa, että kappaleiden massat ovat samat, jos niihin vaikuttavat painovoimat ovat samat.

Tämä on perusta massojen määrittämiselle jousi- tai vipuvaa'oilla punnitsemalla. Varmistamalla, että kehon painovoima, joka on yhtä suuri kuin kehoon kohdistuva painovoima, tasapainotetaan toiseen vaaka-astiaan kohdistuvan painon painon kanssa, joka on yhtä suuri kuin vaaka-astiaan kohdistuva painovoima. painot, määritämme siten kehon massan.

Tiettyyn kappaleeseen Maan lähellä vaikuttavaa painovoimaa voidaan pitää vakiona vain tietyllä leveysasteella lähellä maan pintaa. Jos keho nostetaan tai siirretään paikkaan, jolla on eri leveysaste, painovoiman kiihtyvyys ja siten painovoima muuttuu.

Universaalin painovoiman voima.

Newton osoitti ensimmäisenä tiukasti, että kiven putoamisen syy, Kuun liike Maan ympäri ja Auringon ympärillä olevat planeetat ovat samat. Tämä universaalin painovoiman, joka toimii kaikkien universumin kappaleiden välillä.

Newton päätyi siihen tulokseen, että jos se ei olisi ilmanvastusta, niin korkealta vuorelta tietyllä nopeudella heitetyn kiven lentorata (kuva 3.1) voisi tulla sellaiseksi, ettei se koskaan saavuttaisi Maan pintaa. mutta liikkuisivat sen ympärillä samalla tavalla kuin planeetat kuvaavat kiertokulkuaan taivaallisessa avaruudessa.

Newton löysi tämän syyn ja pystyi ilmaisemaan sen tarkasti yhden kaavan - yleisen painovoiman lain - muodossa.

Koska universaalin painovoiman voima antaa kaikille kappaleille saman kiihtyvyyden niiden massasta riippumatta, sen on oltava verrannollinen sen kappaleen massaan, johon se vaikuttaa:

"Painovoima on olemassa kaikille kappaleille yleensä ja se on verrannollinen kunkin niiden massaan... kaikki planeetat gravitoituvat toisiaan kohti..." I. Newton

Mutta koska esimerkiksi Maa vaikuttaa Kuuhun voimalla, joka on verrannollinen Kuun massaan, niin Kuun on Newtonin kolmannen lain mukaan vaikutettava Maahan samalla voimalla. Lisäksi tämän voiman on oltava verrannollinen Maan massaan. Jos painovoima on todella universaali, niin tietyn kappaleen puolelta tulee voiman vaikuttaa mihin tahansa muuhun kappaleeseen, joka on verrannollinen tämän toisen kappaleen massaan. Näin ollen universaalin painovoiman on oltava verrannollinen vuorovaikutuksessa olevien kappaleiden massojen tuloon. Tästä seuraa universaalin gravitaatiolain muotoilu.

Universaalin gravitaatiolaki:

Kahden kappaleen välinen vetovoima on suoraan verrannollinen näiden kappaleiden massojen tuloon ja kääntäen verrannollinen niiden välisen etäisyyden neliöön:

Suhteellisuustekijää G kutsutaan gravitaatiovakio.

Gravitaatiovakio on numeerisesti yhtä suuri kuin kahden 1 kg painavan materiaalipisteen välinen vetovoima, jos niiden välinen etäisyys on 1 m. Itse asiassa massoilla m 1 = m 2 = 1 kg ja etäisyydellä r = 1 m saada G = F (numeerisesti).

On muistettava, että universaalin painovoiman laki (3.4) universaalina lakina pätee aineellisille pisteille. Tällöin painovoiman vuorovaikutusvoimat suuntautuvat näitä pisteitä yhdistävää linjaa pitkin (kuva 3.2, a).

Voidaan osoittaa, että pallon muotoiset homogeeniset kappaleet (vaikka niitä ei voida pitää aineellisina pisteinä, kuva 3.2, b) ovat myös vuorovaikutuksessa kaavan (3.4) määrittämän voiman kanssa. Tässä tapauksessa r on pallojen keskipisteiden välinen etäisyys. Keskinäiset vetovoimat ovat pallojen keskipisteiden läpi kulkevalla suoralla linjalla. Tällaisia ​​voimia kutsutaan keskeinen. Kappaleet, joiden katsomme yleensä putoavan Maahan, ovat mitoiltaan paljon pienempiä kuin Maan säde (R ≈ 6400 km).

Tällaisia ​​kappaleita voidaan niiden muodosta riippumatta pitää aineellisia pisteitä ja määrittävät niiden vetovoiman Maahan lain (3.4) avulla pitäen mielessä, että r on etäisyys tietystä kappaleesta maan keskipisteeseen.

Maahan heitetty kivi poikkeaa painovoiman vaikutuksesta suoralta polulta ja kaarevan lentoradan kuvattuaan putoaa lopulta maan päälle. Jos heität sen suuremmalla nopeudella, se putoaa edelleen." I. Newton

Gravitaatiovakion määritys.

Nyt selvitetään kuinka löytää gravitaatiovakio. Ensinnäkin huomaa, että G:llä on tietty nimi. Tämä johtuu siitä, että kaikkien universaalin gravitaatiolain sisältämien suureiden yksiköt (ja vastaavasti nimet) on jo vahvistettu aiemmin. Painovoimalaki antaa uusi yhteys tunnettujen määrien välillä tietyillä yksikkönimillä. Siksi kerroin osoittautuu nimetyksi suureksi. Universaalin gravitaatiolain kaavan avulla on helppo löytää gravitaatiovakion yksikön nimi SI:ssä: N m 2 / kg 2 = m 3 / (kg s 2).

G:n kvantifioimiseksi on välttämätöntä määrittää itsenäisesti kaikki yleisen gravitaatiolain sisältämät suureet: sekä massat, voima että kappaleiden välinen etäisyys.

Vaikeus on, että painovoimat pienten kappaleiden välillä ovat erittäin pieniä. Tästä syystä emme huomaa kehomme vetovoimaa ympäröiviin esineisiin ja keskinäinen vetovoima esineitä toisiinsa, vaikka gravitaatiovoimat ovat yleisimmät luonnonvoimista. Kaksi 60 kg painavaa ihmistä 1 m etäisyydellä toisistaan ​​vetää puoleensa vain noin 10 -9 N:n voimalla. Siksi gravitaatiovakion mittaamiseen tarvitaan melko hienovaraisia ​​kokeita.

Gravitaatiovakion mittasi ensimmäisen kerran englantilainen fyysikko G. Cavendish vuonna 1798 käyttämällä instrumenttia nimeltä vääntötasapaino. Vääntötasapainon kaavio on esitetty kuvassa 3.3. Kevyt keinu, jonka päissä on kaksi samanlaista painoa, on ripustettu ohueen joustavaan langaan. Kaksi painavaa palloa on kiinnitetty lähelle. Painovoimat vaikuttavat painojen ja paikallaan olevien pallojen välillä. Näiden voimien vaikutuksesta keinuvipu kääntää ja vääntää lankaa, kunnes tuloksena oleva kimmovoima on yhtä suuri kuin gravitaatiovoima. Vääntökulmalla voit määrittää vetovoiman. Tätä varten sinun tarvitsee vain tietää langan elastiset ominaisuudet. Kappaleiden massat tunnetaan ja vuorovaikutuksessa olevien kappaleiden keskipisteiden välinen etäisyys voidaan mitata suoraan.

Näistä kokeista saatiin seuraava arvo gravitaatiovakiolle:

G = 6,67 10 -11 N m 2 / kg 2.

Vain siinä tapauksessa, että valtavan massan kappaleet ovat vuorovaikutuksessa (tai ainakin yhden kappaleen massa on hyvin suuri), gravitaatiovoima saavuttaa suuri merkitys. Esimerkiksi Maa ja Kuu vetoavat toisiinsa voimalla F ≈ 2 10 20 N.

Kappaleiden vapaan pudotuksen kiihtyvyyden riippuvuus maantieteellisestä leveysasteesta.

Yksi syy painovoiman kiihtyvyyden lisääntymiseen, kun kappaleen sijaintipiste siirtyy päiväntasaajalta navoille, on se, että maapallo on jonkin verran litistynyt napoilta ja etäisyys Maan keskustasta sen pintaan klo. navat ovat pienempiä kuin päiväntasaajalla. Toinen syy on Maan pyöriminen.

Inertia- ja gravitaatiomassojen yhtäläisyys.

Gravitaatiovoimien silmiinpistävin ominaisuus on, että ne antavat saman kiihtyvyyden kaikille kappaleille niiden massasta riippumatta. Mitä sanoisit jalkapalloilijasta, jonka potkua kiihdyttäisi yhtä paljon tavallinen nahkapallo kuin kahden kilon paino? Kaikki sanovat, että tämä on mahdotonta. Mutta maapallo on juuri sellainen "poikkeuksellinen jalkapalloilija" sillä ainoalla erolla, että sen vaikutus kehoihin ei ole luonteeltaan lyhytaikainen isku, vaan jatkuu jatkuvasti miljardeja vuosia.

Newtonin teoriassa massa on gravitaatiokentän lähde. Olemme Maan gravitaatiokentässä. Samalla olemme myös gravitaatiokentän lähteitä, mutta koska massamme on huomattavasti pienempi kuin Maan massa, kenttämme on paljon heikompi eivätkä ympäröivät esineet reagoi siihen.

Gravitaatiovoimien poikkeuksellinen ominaisuus, kuten olemme jo sanoneet, selittyy sillä, että nämä voimat ovat verrannollisia molempien vuorovaikutuksessa olevien kappaleiden massoihin. Kappaleen massa, joka sisältyy Newtonin toiseen lakiin, määrittää kappaleen inertiaominaisuudet eli sen kyvyn saavuttaa tietty kiihtyvyys tietyn voiman vaikutuksesta. Tämä inertti massa m ja.

Vaikuttaa siltä, ​​mikä suhde sillä voi olla kehojen kykyyn vetää toisiaan puoleensa? Massa, joka määrittää kappaleiden kyvyn vetää toisiaan puoleensa, on gravitaatiomassa m r.

Newtonin mekaniikasta ei ollenkaan seuraa, että inertia- ja gravitaatiomassat ovat samat, ts.

m ja = mr. (3.5)

Tasa-arvo (3.5) on suora seuraus kokeilusta. Se tarkoittaa, että voimme yksinkertaisesti puhua kappaleen massasta sekä sen inertia- että gravitaatioominaisuuksien kvantitatiivisena mittana.

Mitä vahvuus on?

Jokainen meistä kohtaa jatkuvasti erilaisia ​​​​tapauksia, joissa kehot vaikuttavat toisiinsa. Vuorovaikutuksen seurauksena kehon liikenopeus muuttuu.

Keho voi alkaa liikkua tai pysähtyä, tai se voi muuttaa liikenopeudensa suuntaa.

Kun potkaisemme palloa, se alkaa liikkua

Kun pallo osuu maaliverkkoon, se pysähtyy

Ja jos ohitamme ja pallo osuu tolppaan, se pomppii siitä toiseen suuntaan, ts. muuttaa nopeuden suuntaa.

Usein ne eivät osoita, mikä elin ja miten se vaikutti tähän kehoon. He sanovat yksinkertaisesti, että voima vaikuttaa kehoon tai siihen kohdistuu voima. Eli kun tarkastellaan esimerkkiä pallon kanssa, meille ei aina ole tärkeää, mikä siihen tarkalleen vaikutti. Sanomme yksinkertaisesti, että kehon nopeus on muuttunut voiman vaikutuksesta. Siksi voimaa voidaan pitää syynä liikkeen nopeuden muutoksiin.

Fysiikassa voima on fysikaalinen suure, joka kuvaa kehon nopeuden muutosta.

Kaikissa esimerkeissämme toimimme palloon tietyllä voimalla, ja samalla sen nopeus muuttui.

Merkkejä kehoon vaikuttavasta voimasta

Voima on vektorisuure, joka luonnehtii kappaleiden vaikutusta toisiinsa, eli se on tämän toiminnan mitta.

Kehoon vaikuttavasta voimasta on neljä tunnettua merkkiä:

Merkki 1 - kehon nopeusarvo voi muuttua
(Me kaikki rakastamme keilailua. Työntämällä palloa käsillämme saamme sen liikkumaan. Pallon nopeus muuttuu ihmisen käden vaikutuksesta. TAI kun potkaisemme jalkapalloa)

Merkki 2 - Vartalo voi muuttaa liikesuuntaa

(Tämä on kun pallo osuu tankoon TAI muutamme lentävän pallon suuntaa mailalla tai muulla esineellä)

Merkki 3 - kehon koko saattaa muuttua

(Tämä on ilmapatjan tai ilmapallon täyttäminen)

Merkki 4 - Kehon muoto saattaa muuttua.

(Voimme puristaa pyyhekumia käsiimme tai rypistää koripalloa pelatessamme tai kättelemällä)

Jos on ainakin yksi näistä merkeistä, he sanovat: "Jonkin voiman vaikuttaa kehoon."

Kehoon vaikuttava voima ei voi muuttaa vain koko kehon, vaan myös sen yksittäisten osien nopeutta. Huomaa, että kun vaivaamme koripalloa käsillämme, nopeus ei muutu koko kehon osalta, vaan vain joidenkin sen osien osalta. Puristamme esimerkiksi palloa sormillamme, ja vain osa sen hiukkasista alkaa liikkua. Tätä kutsutaan kehon muodonmuutokseksi.

Muodonmuutos on kehon hiukkasten suhteellisen sijainnin muutos, joka liittyy niiden liikkeeseen suhteessa toisiinsa.

Muodonmuutos on mikä tahansa kehon muodon ja koon muutos. Toinen esimerkki muodonmuutoksesta on, kun tukiin kiinnitetty trampoliini taipuu, kun ihminen seisoo sen päällä.

Suunta ja voiman yksikkö

Voima - fyysinen määrä, joka voidaan mitata..

Tunnettu. että voima saa aikaan muutoksen kehon nopeudessa. Eli voimme mitata kuinka kovaa potkaisimme palloa tai työnsimme keilapalloa. Voimalla on kuitenkin myös suunta, koska voimme potkaista palloa aivan mihin suuntaan tahansa, aivan kuten voimme työntää palloa, ja se riippuu meistä, missä se lentää tai vierii.

Eli voima on vektorisuure.

Fysiikassa se on merkitty kirjaimella F, jonka yläpuolella on nuoli.

Voiman yksikkö on voima, joka muuttaa 1 kg painavan kappaleen nopeutta 1 m/s 1 sekunnissa.

Tämä yksikkö on nimetty englantilaisen fyysikon Newtonin mukaan. Newton.

Voiman yksikkö - Newton, merkitty [H]

Usein käytetään muita yksiköitä - kilonewtonit (kN), miliwtonit (mN):

1N = 0,001 kN.

Voima, kuten nopeus, on vektorisuure. Se on ominaista ei vain numeerinen arvo, mutta myös suunta.

Piirustuksessa voima on kuvattu suorana janana, jonka päässä on nuoli.

Janan alku - piste A on voiman kohdistamispiste. Segmentin pituus tarkoittaa tavanomaisesti voimamoduulia tietyllä asteikolla.

Voidaan siis sanoa, että kappaleeseen vaikuttavan voiman tulos riippuu sen moduulista, suunnasta ja kohdistamispisteestä.

Maan vetovoima

Olemme kaikki käyneet jalkapallossa ja katsoneet lentoja jalkapallo. Yksi havainto voidaan tehdä: vaikka jalkapalloilija potkaisee palloa kuinka kovaa tahansa, pallo päätyy ennemmin tai myöhemmin maahan.

Vaikka kuinka paljon iloitsimmekin tiimimme voitosta ja hyppäsimme korkealle, laskeuduimme silti takaisin. Mikä tahansa esine, joka on nostettu pinnan yläpuolelle, pyrkii maahan.

Eli tulemme siihen johtopäätökseen, että on olemassa jonkinlainen jatkuva voima, joka houkuttelee kaikki esineet Maahan. Miksi tämä tapahtuu? Millä nimellä tätä ilmiötä kutsutaan?

Tässä on vastaus näihin kysymyksiin - Näihin kappaleisiin vaikuttaa voima - Maahan vetovoima. Maahan kohdistuvan painovoiman vuoksi Maan yläpuolelle kohotetut ja sitten alas lasketut kappaleet putoavat.

Voima, jolla jalka vedetään ulos juoksuhiekasta nopeudella 0,1 m/s

yhtä suuri kuin auton nostovoima.

Mielenkiintoinen tosiasia: juoksuhiekka on newtonilainen neste

joka ei voi täysin imeä ihmistä.

Siksi hiekkaan juuttuneet ihmiset kuolevat kuivumiseen,

altistuminen auringolle tai muista syistä. .

Painovoima ja painovoima

Maahan kohdistuvaa vetovoimaa kutsutaan painovoimaksi. Painovoima vaikuttaa kaikkiin kappaleisiin, jotka sijaitsevat maan pinnalla. Mutta eivät vain kehot houkuttelevat maata - ne itse vetävät maata itseensä. Aikataulun mukaan valtavat aallot nousevat merillä ja valtamerillä kahdesti päivässä - tämä on havaittavissa rannoilla aallokkoina. Mistä johtuen? Johtuen siitä, että kuu toimii maan päällä. Tämä on vuorovaikutusta. Sen kuvasi ensimmäisenä englantilainen fyysikko Isaac Newton. Hän väitti, että kaikki maailmankaikkeuden kappaleet vetoavat toisiinsa. I. Newton totesi, "että mitä suurempi vuorovaikutuksessa olevien kappaleiden massa on, sitä suurempi on voima, jolla ne ovat vuorovaikutuksessa. Kappaleiden väliset vetovoimat pienenevät, jos niiden välinen etäisyys kasvaa." Tätä ilmiötä kutsutaan universaalin painovoiman voimaksi.

Kaikkien universumin kappaleiden vetovoimaa toisiinsa kutsutaan universaaliksi painovoimaksi.

Olemme kaikki tottuneet elämässä käyttämään sanaa vahvuus vertailevia ominaisuuksia puhuvia miehiä vahvempi kuin naiset, traktori on vahvempi kuin auto, leijona on vahvempi kuin antilooppi.

Fysiikassa voima määritellään kehon nopeuden muutoksen mittana, joka tapahtuu kappaleiden vuorovaikutuksessa. Jos voima on mitta ja voimme verrata eri voimien käyttöä, niin se on fyysinen suure, joka voidaan mitata. Millä yksiköillä voima mitataan?

Voimayksiköt

Englannin fyysikon Isaac Newtonin kunniaksi, joka tutki valtavasti olemassaolon ja käytön luonnetta. erilaisia ​​tyyppejä voima, fysiikan voiman yksikkö on 1 newton (1 N). Mikä on 1 N:n voima? Fysiikassa ei valita mittayksiköitä vain niin, vaan tehdään erityinen sopimus jo hyväksyttyjen yksiköiden kanssa.

Kokemuksesta ja kokeista tiedämme, että jos keho on levossa ja siihen vaikuttaa voima, niin keho muuttaa tämän voiman vaikutuksesta nopeuttaan. Näin ollen voiman mittaamiseksi valittiin yksikkö, joka luonnehtisi kehon nopeuden muutosta. Ja älä unohda, että on myös kehon massaa, koska tiedetään, että samalla voimalla vaikutus eri esineisiin on erilainen. Voimme heittää pallon kauas, mutta mukulakivi lentää paljon lyhyemmälle matkalle. Eli kaikki tekijät huomioon ottaen tulemme siihen päätökseen, että kehoon kohdistuu 1 N voima, jos 1 kg painava kappale muuttaa tämän voiman vaikutuksesta nopeuttaan 1 m/s 1 sekunnissa. .

Painovoiman yksikkö

Meitä kiinnostaa myös painovoimayksikkö. Koska tiedämme, että maa vetää puoleensa kaikkia pinnallaan olevia kappaleita, se tarkoittaa, että siellä on vetovoima ja se voidaan mitata. Ja taas tiedämme, että painovoima riippuu kehon massasta. Mitä suurempi ruumiinpaino, sitä vahvempi maa hän on houkutellut. Se on kokeellisesti todettu Painovoima, joka vaikuttaa 102 grammaa painavaan kappaleeseen, on 1 N. Ja 102 grammaa on noin kymmenesosa kilosta. Tarkemmin sanottuna, jos 1 kg jaetaan 9,8 osaan, saadaan noin 102 grammaa.

Jos 102 grammaa painavaan kappaleeseen vaikuttaa voima 1 N, niin 1 kg painavaan kappaleeseen vaikuttaa voima 9,8 N. Painovoiman kiihtyvyys merkitään kirjaimella g. Ja g on 9,8 N/kg. Tämä on voima, joka vaikuttaa 1 kg painavaan kehoon ja kiihdyttää sitä 1 m/s sekunnissa. Osoittautuu, että suurelta korkeudelta putoava ruumis saavuttaa erittäin suuren nopeuden lennon aikana. Miksi sitten lumihiutaleet ja sadepisarat putoaa ihan rauhallisesti? Niillä on hyvin vähän massaa, ja maa vetää niitä itseään kohti hyvin heikosti. Ja niiden ilmanvastus on melko korkea, joten he lentävät Maata kohti ei kovin suurella, melko tasaisella nopeudella. Mutta esimerkiksi meteoriitit nousevat voimakkaasti maata lähestyessään suuri nopeus ja laskeutuessaan muodostuu kunnollinen räjähdys, joka riippuu meteoriitin koosta ja massasta.

Painovoima on määrä, jolla kappale vetää puoleensa maan painovoiman vaikutuksesta. Tämä indikaattori riippuu suoraan henkilön painosta tai esineen massasta. Mitä enemmän painoa, sitä suurempi se on. Tässä artikkelissa kerromme sinulle kuinka löytää painovoima.

Painovoimaan vaikuttavat tekijät:

• etäisyys maasta;
• kehon maantieteellinen sijainti;
• Kellonajat.

Jos kehoa ei vedä vaakasuunnassa, kannattaa ottaa huomioon kulma, jossa kohde poikkeaa horisontista. Tämän seurauksena kaava on seuraavanlainen: F=m*g – Fthrust*sin. Painovoima mitataan newtoneissa. Käytä laskelmissa m/s mitattua nopeutta. Tee tämä jakamalla nopeus km/h:lla 3,6.

Painovoima- tämä on voima, joka vaikuttaa kehoon maasta ja antaa keholle vapaan pudotuksen kiihtyvyyden:

\(~\vec F_T = m \vec g.\)

Mikä tahansa maan päällä (tai sen lähellä) oleva kappale pyörii yhdessä maan kanssa akselinsa ympäri, eli kappale liikkuu ympyrässä, jonka säde on r vakionopeudella (kuva 1).

Maan pinnalla olevaan kappaleeseen vaikuttaa painovoima \(~\vec F\) ja voima maanpinta\(~\vec N_p\).

Niiden tuloksena

\(~\vec F_1 = \vec F + \vec N_p \qquad (1)\)

kertoo keholle keskipituinen kiihtyvyys

\(~a_c = \frac(\upsilon^2)(r).\)

Jaetaan gravitaatiovoima \(~\vec F\) kahdeksi komponentiksi, joista toinen on \(~\vec F_1\), ts.

\(~\vec F = \vec F_1 + \vec F_T. \qquad (2)\)

Yhtälöistä (1) ja (2) näemme sen

\(~\vec F_T = - \vec N_p.\)

Siten painovoima \(~\vec F_T\) on yksi painovoiman \(~\vec F\) komponenteista. Toinen komponentti \(~\vec F_1\) antaa keholle keskikiihtyvyyden.

Pisteessä Μ päällä maantieteellinen leveysaste φ painovoima ei ole suunnattu pitkin maan sädettä, vaan tiettyyn kulmaan α hänelle. Painovoima on suunnattu ns. pystyviivaa pitkin (pystysuoraan alaspäin).

Painovoima on suuruudeltaan ja suunnaltaan sama kuin painovoima vain navoissa. Päiväntasaajalla ne ovat suunnaltaan yhtenevät, mutta suuruusluokissa ero on suurin.

\(~F_T = F - F_1 = F - m \omega^2 R,\)

Missä ω - Maan pyörimisen kulmanopeus, R- Maan säde.

\(~\omega = \frac(2 \pi)(T) = \frac(2 \cdot 2.34)(24 \cdot 3600)\) rad/s = 0,727·10 -4 rad/s.

Koska ω hyvin pieni siis F T ≈ F. Näin ollen painovoiman suuruus eroaa vain vähän painovoimasta, joten tämä ero voidaan usein jättää huomiotta.

Sitten F T ≈ F, \(~mg = \frac(GMm)((h + R)^2) \Oikeanuoli g = \frac(GM)((h + R)^2)\) .

Tästä kaavasta on selvää, että painovoiman kiihtyvyys g ei riipu putoavan kappaleen massasta, vaan riippuu korkeudesta.

Kirjallisuus

Aksenovich L. A. Fysiikka julkaisussa lukio: Teoria. Tehtävät. Testit: Oppikirja. yleissivistävää koulutusta tarjoaville oppilaitoksille. ympäristö, koulutus / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyhavanne, 2004. - S. 39-40.