Лишь переходя от фактов к фактам, можно прийти к великим открытиям. Лишь переходя от фактов к фактам, можно прийти к великим открытиям



Дата01.03.2019
өлшемі1.18 Mb.
#100103



«Лишь переходя от фактов к фактам, можно прийти к великим открытиям.

  • «Лишь переходя от фактов к фактам, можно прийти к великим открытиям.

  • Надо подвигаться вперёд , следуя за опытом и никогда не предваряя его.»

  • Гельвеций Клод Андриан

  • (1715 – 1771), французский философ



Тело находится в свободном падении.

  • Тело находится в свободном падении.

  • Какая сила действует на это тело?

  • В чём Ньютон видел причину движения планет по криволинейным орбитам? «Луна тяготеет к Земле, и силою тяготения постоянно отклоняется от прямолинейного движения и удерживается на своей орбите… Планеты, обращающиеся около Юпитера, тяготеют к Юпитеру, обращающиеся около Сатурна – к Сатурну, обращающиеся около Солнца – к Солнцу, и силою этого тяготения постоянно отклоняются от прямолинейного пути и удерживаются на криволинейных орбитах…»

  • (из книги И.Ньютона «Математические начала

  • натуральной философии», 1687 г.)



Большинство сил, с которыми мы встречаемся в повседневной жизни, яв-

  • Большинство сил, с которыми мы встречаемся в повседневной жизни, яв-

  • ляются контактными силами: вы толкаете или тянете тележку, теннисная ра-

  • кетка действует с силой на теннисный мяч, когда они соприкасаются, или мяч

  • действует с силой на оконное стекло при попадании в него и т.п. Но сила гра-

  • витационного взаимодействия действует на расстоянии; сила существует даже

  • тогда, когда два тела не находятся в контакте. Земля, например, действует с си-

  • лой на падающий лист или камень; она также взаимодействует с Луной,

  • удалённой от неё на 384000 км. Создаваемая Солнцем сила тяготения действу-

  • ет на Землю. Мысль о возможности существования сил, действующих на

  • расстоянии, была трудна для понимания учёными прошлого. Сам Ньютон

  • с трудом примирился с этим, когда опубликовал свой закон всемирного при-

  • тяжения.

  • В соответствии с общим понятием поля гравитационным полем

  • окружено любое тело, обладающее массой, и это поле заполняет всё прост-

  • ранство. Второе тело, находящееся в некоторой точке вблизи первого, испыты-

  • вает действие силы, так как в этой точке существует гравитационное поле.



Предоставим слово гениальному Ньютону. В своих

  • Предоставим слово гениальному Ньютону. В своих

  • «Математических началах натуральной философии» он

  • пишет: «Брошенный камень под действием тяжести от-

  • клоняется от прямолинейного пути и падает на Землю,

  • описывая кривую линию. Если бросить камень с боль-

  • шею скоростью, то он полетит дальше; поэтому может

  • случиться, что он опишет дугу в десять, сто, тысячу

  • миль и, наконец, выйдет за пределы Земли и не вернёт-

  • ся на неё больше. … UD, UE, UF, UG –кривые линии, ко-

  • торые описывает тело, бросаемое в горизонтальном на-

  • правлении с очень высокой горы со всё большей и боль-

  • шей скоростью. … При меньшей первоначальной скорос-

  • ти тело описывает кривую UD, при большей скорости –

  • кривую UE, при ещё больших скоростях– кривые UF, UG.

  • При некоторой скорости тело обойдёт вокруг Земли и

  • возвратится к вершине горы, с которой его бросили. В

  • предположении отсутствия противодействия атмосферы,

  • при возвращении к исходному пункту скорость тела бу-

  • дет не меньше, чем в самом начале, тело будет продол-

  • жать двигаться и дальше по той же кривой».



Из этого мысленного эксперимента Ньютон сделал вывод:

  • Из этого мысленного эксперимента Ньютон сделал вывод:

  • движение камня и движение Луны обусловлены одной и той же причи-

  • ной – притяжением Земли.

  • Чтобы установить закон, которому подчиняются силы тяготения,

  • Ньютон сравнил траектории и ускорения этих тел.





Нетрудно заметить, что

  • Нетрудно заметить, что



Следовательно, сила тяготения так же, как и ускорение, обратно пропорциональ-

  • Следовательно, сила тяготения так же, как и ускорение, обратно пропорциональ-

  • на квадрату расстояния между телом и центром Земли:



Почему это ускорение одинаково для всех тел?

  • Почему это ускорение одинаково для всех тел?

  • Это возможно только в том случае.

  • если сила тяготения пропорциональ-

  • на массе тела: F ~ m . Действи-

  • тельно, тогда, например, увеличение

  • или уменьшение массы в два раза вы-

  • зовет соответствующее изменение си-

  • лы тяготения в два раза, но ускорение

  • по второму закону Ньютона останется

  • прежним



Следовательно, сила тяготе-

  • Следовательно, сила тяготе-

  • ния должна быть пропоциональ-

  • на массе обоих тел.

  • Так Ньютон пришёл к выводу,

  • что сила тяготения между те-

  • лом и Землёй прямо пропорцио-

  • нальна произведению их масс:



Выполняется ли этот закон только для Земли или является всеобщим?

  • Выполняется ли этот закон только для Земли или является всеобщим?

  • Чтобы ответить на этот вопрос, Ньютон использовал кинема-

  • тические законы движения планет Солнечной системы, сфор- мулированные немецким учёным Иоганном Кеплером на ос-

  • новании многолетних астрономических наблюдений датского

  • учёного Тихо Браге.





эта запись означает, что при вращении вокруг Солнца каких - либо планет солнечной системы квадраты периодов вращения относятся как кубы их средних

  • эта запись означает, что при вращении вокруг Солнца каких - либо планет солнечной системы квадраты периодов вращения относятся как кубы их средних

  • радиусов орбит.

  • Используя известную формулу, Ньютон рассчитал

  • центростремительные ускорения планет. Он обнару-

  • жил, что сила тяготения Солнца сообщает всем пла-

  • нетам ускорение, не зависящее от их массы и убыва-

  • ющее обратно пропорционально квадрату расстояния

  • до Солнца.

  • Так Ньютон доказал, что силы тяготения между плане-

  • тами и Солнцем подчиняются установленной им зако-

  • номерности.



Две материальные точки притягиваются друг к

  • Две материальные точки притягиваются друг к

  • другу с силами, прямо пропорциональными произ-

  • ведению их масс и обратно пропорциональными

  • квадрату расстояния между ними.



Если размерами взаимодействующих тел нельзя пренебречь, то для определения силы тяготения между ними необходимо разбить тела на такие малые объёмы, которые можно было бы считать материальными точками. Для нахождения силы тяготения между телами необходимо найти все силы притяжения между этими «материальными точками» и векторно их сложить.

  • Если размерами взаимодействующих тел нельзя пренебречь, то для определения силы тяготения между ними необходимо разбить тела на такие малые объёмы, которые можно было бы считать материальными точками. Для нахождения силы тяготения между телами необходимо найти все силы притяжения между этими «материальными точками» и векторно их сложить.

  • Если тела представляют собой однородные шары массами m 1 и m 2 , то расчёты показывают, что формула для силы тяготения между ними будет такая же, как и для материальных точек, но в этом случае r –расстояние между центрами масс шаров ( рис. на предыдущем слайде).





Коэффициент пропорциональности G

  • Коэффициент пропорциональности G

  • называется гравитационной постоянной

  • (от лат. gravitas – тяжесть).

  • Определить величину гравитационной

  • постоянной на основании астрономичес-

  • ких данных Ньютон не мог, так как мас-

  • сы планет и Солнца в то время были не-

  • известны.

  • Впервые эта величина была опреде-

  • лена в 1798 г. английским физиком Ген-

  • ри Кавендишем – через 100 лет после

  • того, как Ньютон опубликовал свой закон.

  • Схематическое изображение установки

  • Кавендиша.



  • Прибор Кавендиша называется кру-

  • тильными весами. Поскольку Кавендиш

  • мог с хорошей точностью измерить вели-

  • чины F, m1, m2 и r, ему удалось

  • рассчитать величину постоянной G.

  • Гравитационная постоянная является од-

  • ной из мировых констант, следователь-

  • но, её численное значение постоянно

  • уточняется.



Силы всемирного тяготения самые универсальные из сил при-

  • Силы всемирного тяготения самые универсальные из сил при-

  • роды, так как действуют между любыми телами, но из-за малой

  • величины гравитационной постоянной они значительны только

  • для тел с очень большой массой, например для планет и других

  • космических объектов.

  • Единицу измерения гравитационной постоянной легко полу-

  • чить, выразив её из закона всемирного тяготения и подставив

  • вместо буквенных обозначений физических величин их единицы

  • измерения. Попробуйте сделать это самостоятельно. Подумай-

  • те, чему численно равна гравитационная постоянная, в чём её

  • физический смысл?



Воспользуемся законом всемирного тяготения и сделаем некоторые расчёты.

  • Воспользуемся законом всемирного тяготения и сделаем некоторые расчёты.

  • Два корабля массой 50000 т каждый стоят на рейде на расстоянии 1 км друг от друга. Какова сила притяжения между ними?





Закон предоставил новые возможности для изучения движения

  • Закон предоставил новые возможности для изучения движения

  • небесных тел. Стало возможным рассчитывать точные траектории

  • небесных тел в пространстве на много лет вперёд, восстанавливать

  • траектории их движения в далёком прошлом.

  • В настоящее время большое значение имеют расчёты движения

  • ИСЗ, автоматических межпланетных станций и других искусственных

  • небесных тел.

  • Если известен кинематический закон движения космического тела,

  • то , используя закон всемирного тяготения и второй закон Ньютона,

  • можно рассчитать массу этого тела.

  • Действием сил притяжения объясняются многие наблюдаемые

  • явления, например приливы и отливы на Земле. Из-за совместного

  • действия сил притяжения между частицами, из которых состоит Зем-

  • ля, и сил инерции, появляющихся при вращении, Земля имеет не

  • точно шарообразную форму, а сплюснута у полюсов.



Сила гравитационного взаимодействия пропорциональна массам

  • Сила гравитационного взаимодействия пропорциональна массам

  • тел, то есть масса является мерой тяготения, и, следовательно, её

  • можно назвать гравитационной.

  • Во втором законе Ньютона масса определяет инертные свойства,

  • то есть способность приобретать ускорение, и её естественно назвать

  • инертной.

  • Одинаковы ли эти массы?

  • Опыты Ньютона и Кавендиша показали, что для данного тела оба этих

  • вида массы совпадают; современные эксперименты подтверждают это

  • с точностью до

  • Опытный факт равенства гравитационной и инертной масс, называ-

  • мый принципом эквивалентности, Альберт Эйнштейн положил в осно-

  • ву ОТО, обобщающей более простую теорию тяготения Исаака Ньюто-

  • на.



Для неё не существует никаких преград. Она действует между телами, разделён-

  • Для неё не существует никаких преград. Она действует между телами, разделён-

  • ными безвоздушным пространством и находящимися как угодно далеко друг от дру-

  • га .Тяготение не поглощается межзвёздной средой, не ослабевает, когда на его пути

  • встречаются какие - либо тела. Например, в моменты лунных затмений между Солн-

  • цем и Луной находится Земля, которая могла бы преградить путь силе тяготения

  • между Солнцем и Луной так же, как лучам света. Это повлияло бы на движение Лу-

  • ны. Однако такое влияние не обнаруживается



1. Какие силы называют силами всемирного тяготения?

  • 1. Какие силы называют силами всемирного тяготения?

  • 2. Как объяснить, что ускорение свободного падения в данном месте

  • Земли одинаково для всех тел?

  • 3. Зависит ли сила тяготения между телами от окружающей среды?

  • 4. В каких случаях справедлива формула, выражающая закон всемир-

  • ного тяготения?

  • 5. Можно ли защититься от сил тяготения (исключить их действие на

  • тела)?

  • 6. Чему равна гравитационная постоянная? Каков её физический смысл?

  • 7. Как определили гравитационную постоянную?

  • 8. Почему мы не замечаем притяжения между окружающими нас тела-

  • ми?



Сам учёный, когда его спрашивали: «Скажите,

    • Сам учёный, когда его спрашивали: «Скажите,
    • пожалуйста, сэр Исаак, каким образом вы смогли
    • совершить столько замечательных открытий?» -
    • отвечал кратко: «Если я видел дальше других, то
    • это потому, что стоял на плечах гигантов».
    • Как вы думаете, каких о каких гигантах говорил
    • Ньютон?


Мы заслуженно восхищаемся умом человека, но неплохо было бы постоять некоторое время в благоговении и перед природой, полностью беспрекословно подчиняющейся такому изящному и такому простому закону-закону тяготения.

  • Мы заслуженно восхищаемся умом человека, но неплохо было бы постоять некоторое время в благоговении и перед природой, полностью беспрекословно подчиняющейся такому изящному и такому простому закону-закону тяготения.

  • Р.Фейнман

  • физик



Из параграфа 15, выписать в тетрадь закон всемирного тяготения, значение гравитационной постоянной и главные выводы. Знать математическую запись закона, его формули -

  • Из параграфа 15, выписать в тетрадь закон всемирного тяготения, значение гравитационной постоянной и главные выводы. Знать математическую запись закона, его формули -

  • ровку, значение гравитационной постоянной.

  • . Устно ответить на вопросы после параграфа (стр.60).

  • . Выполнить упражнение №15 (стр.61).

  • Подготовить сообщение по одной из предложенных тем (распечатаны на листе).

  • Подготовить доклад (реферат) по предложенным темам (рас-

  • печатаны на листе).



Темы сообщений:

  • Темы сообщений:

  • Притяжение тел между собой, измерен-

  • ное в Шотландии английским физиком Маскелайном.

  • Жизненный путь Ньютона.

  • Наблюдения и опыты Галилея.

  • Тихо Браге – выдающийся наблюдатель

  • неба.

  • История открытий и трагическая судьба Иоганна Кеплера.



Благодарю вас за

  • Благодарю вас за

  • внимание,

  • заинтересованность,

  • осмысление информации



Каталог: wp-content -> uploads -> 2012
2012 -> Беттің туа пайда болған және ауыз қуысы ағзаларының ақауларының көріністерін таңып білу; Беттің туа пайда болған және ауыз қуысы ағзаларының ақауларының көріністерін таңып білу
2012 -> С. Ж. Асфендияров атындағЫ
2012 -> Министерство здравоохранения рк
2012 -> С. Ж. Асфендияров атындағЫ
2012 -> Тесты для вступительного экзамена 6 курс воп каз
2012 -> С. Ж. Асфендияров атындағЫ
2012 -> С. Ж. Асфендияров атындағЫ
2012 -> Патофизиология кафедрасы


Достарыңызбен бөлісу:




©stom.tilimen.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет