Коллеги - педагогический журнал Казахстана
Наша библиотека
| Главная » Файлы » В помощь учителю » Физика |
Тяготение
| [ Скачать с сервера (18.0 Kb) ] | 2012-02-16, 6:21 AM |
| Бреннер Григорий Адольфович, учитель физики высшей категории школы-гимназии №3 г. Астаны ТЯГОТЕНИЕ Немного истории Мысль Ньютона о взаимном притяжении тел я считаю нелепой и удивляюсь, как человек, подобный Ньютону, мог сделать столько трудных исследований и вычислений, не имеющих в основании ничего лучшего, чем эта мысль. Христиан Гюйгенс Используя законы Иоганна Кеплера для движения планет, а также личные наблюдения за движением Луны и падением тел на Землю, Ньютон открыл закон Всемирного тяготения, принесший ему мировую славу. Он сумел написать этот закон в простой форме, решив труднейшую задачу о притяжении шаром материальной точки, для чего пришлось заложить основы новой математики – интегрального и дифференциального исчисления. Оказалось, что шар, сфера притягивают материальную точку так, если бы вся масса была в их центре. F=G•(m₁ •m₂)/r². где m₁ и m₂ - массы шаров, а r – расстояние между их центрами, F – сила тяготения. G = 6.67•10-¹¹ Нм²/кг² - гравитационная постоянная, о малости которой догадывался Ньютон, которую почти через 100 лет сумел определить его соотечественник, Генри Кавендиш. Ньютон понимал, что нужен агент (эфир), передающий действие на расстояние, но широко этот вопрос не поднимал, отмахиваясь словами: «Гипотез не измышляю!». Речь, скорее, шла о надёжных гипотезах. До понятия физического поля, введённого Майклом Фарадеем и Максвеллом, было ещё далеко. Поэтому Кеплер придумывал разного рода спицы, удерживающие планеты при их движении вокруг Солнца, Гюйгенс просто смеялся, говоря: «Да что у них, руки есть?». Но закон не залежался. На его основе были довольно точно предсказаны и открыты новые планеты Нептун и Плутон. Это было победа и признание. Из-за малости G сила тяготения заметна тогда, когда хотя бы одно тело больших (космических) масштабов. Для нас она проявляется силой тяжести, руководит движением планет и звёзд, формируя их, и зажигает последние. По всему она играет определяющую роль в прошлом, настоящем и будущем всей Вселенной. В настоящее время закон используется в теории космической полётов. Он мощный инструмент познания. Однако в школьном курсе физики ему отвели скромное место с откровенно «серыми» задачами. Школьнику трудно почувствовать величие закона, который позволяет просто перейти к количественным оценкам, удивляющим воображение и закладывающим веру в мощь разума Человечества. Ключ от Вселенной. Маленький школьный динамометр покажет, что на груз, массой m=100г, действует сила тяготения F ≈ 1Н. Зная радиус Земли R ≈ 6.4•106 м, из закона рассчитывается и сама её масса (M) F=(M •m)/R² □(⇒┴ ) M= (F •R²)/(G •m) ≈6•〖10〗^24 кг. Да что Земля, можно определить и массу Солнца, так как сила тяготения является центростремительной силой, вызывающей почти круговое движение Земли при скорости υ = 3 • 10⁴ м/с и расстояние r ≈ 1,5 • 1011 м до Солнца. F=G• (Mc •Mз)/r²= (Mз • υ²)/r □(⇒┴ ) Mc= (υ² •r)/G ≈2•〖10〗^30 кг. Под силу и более сложная задача. Это оценка (Mг) – массы звёздного острова – нашей Галактики, от центра которой Солнце отстоит на расстоянии r ≈ 3•10²⁰ м, а его скорость (по эффекту Доплера) υ ≈ 3•105 м/с. По аналогии получим: Mг= (υ² • r)/G ≈4 •〖10〗^41 кг. Зная, что Солнце – рядовая (средняя) звезда, можно оценить и число звёзд (N) в Галактике: N=Mг/Mc≈200•〖10〗^9 звёзд. Так как Солнце на расстояние 2/3 радиуса Галактики, то число звёзд можно увеличить на 1/3 и окончательно получают что-то около 300•10⁹ звёзд. И это не предел! Можно замахнуться и на всю доступно для наблюдения Вселенной и, хотя с натяжками, сделать оценки. Считается, что дальность наблюдения r ≈ 1026 м. А дольше мы не видим, так как масса Вселенной столь велика, что её тяготение не позволяет свету прийти к нам, то есть его скорость c = 3•108 м/с даже меньше первой космической скорости. И опять по аналогии: MВс= (c² • r)/G≈〖10〗^53 кг. Но тогда число галактик (N) типа нашей равно: Nг= MВс/Mг ≈ 250 • 10⁹ галактик. По этому смотри [1-5]. И это не всё! Список использованной литературы Энштейновский сборник, М., «Наука», 1973 г. В.Е. Белонучкин, «Кеплер, Ньютон и все-все-все», М., «Наука), 1999г. К.А. Путилов, «Курс физики», т. I, стр. 121-140. Л. Купер, «Физика для всех», т. I, стр. 103-115, М., «МИР». Ч. Киттель и др., «Механика», т. I, стр. 414, М., «Наука», 1983г. «Наука и жизнь», журнал, М., 1985г. Л.Э. Гуревич и Э.Б.Глинер, «Общая теория относительности после Энштейна», М., «Знание», 1972г. Б.Н. Иванов, «Принципы современной физики», стр. 30 М., «Наука», 1973г. | |
| Просмотров: 875 | Загрузок: 170 | Комментарии: 1 | | |
Четверг, 2024-05-16, 2:37 AM
Приветствую Вас Гость
Приветствую Вас Гость
Форма входа |
|---|
Категории раздела | |||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Социальные закладк |
|---|
Поиск |
|---|
Друзья сайта |
|---|
Теги |
|---|
Статистика |
|---|