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.
Уровень А
1. С какой силой притягиваются:
а) два вагона массой по 80 т, если между ними расстояние 3,0 км;
б) Луна и Земля, массы которых равны 7,35·10 22 кг и 5,98·10 24 кг соответственно, а среднее расстояние между ними 3,84·10 8 м;
в) два протона массой 1,67·10 -27 кг, находящихся на расстоянии 1,00·10 -10 м друг от друга?
2. На каком расстоянии сила притяжения между двумя телами массой по 200 кг каждое будет равна 3,00·10 -14 Н?
3. Два шарика находятся на расстоянии 0,20 м друг от друга и притягиваются силой 6,0·10 -13 Н. Какова масса первого шарика, если масса второго равна 20 г?
4. Космический аппарат массой 750 кг достиг поверхности Луны. Найдите силу тяжести, действующую на аппарат:
а) на поверхности Земли;
б) на поверхности Луны.
5. Какова масса тела, если сила тяжести, действующая на него, равна 49 Н? Тело находится вблизи поверхности Земли.
6. Масса мальчика 50,0 кг. Определите силу тяжести, действующую на него на поверхности:
7. Тело имеет массу 10 кг. Какая сила тяжести действует на это тело на высоте трех земных радиусов от поверхности Земли?
8. Вычислите ускорение свободного падения тел вблизи поверхности Марса.
9. Каково ускорение свободного падения Земли на высоте, равной радиусу Земли?
10. Средний радиус планеты 2420 км, а ускорение свободного падения 3,72 м/с 2 . Найдите массу планеты.
11. Найдите первую космическую скорость для следующих тел Солнечной системы:
12. Какую скорость должен иметь спутник Земли, движущийся по круговой орбите, на высоте 1700 км от поверхности Земли?
Идёт приём заявок
Подать заявку 
Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Задачи на Закон Всемирного тяготения.
Вопрос 1. С какой силой (мкН) притягиваются два вагона массой по 80 т каждый, если расстояние между ними 1000 м?
Вопрос 2. Два одинаковых шарика находятся на расстоянии 0,1 м друг от друга и притягиваются с силой 
. Какова масса (кг) каждого шарика?
Вопрос 3. На каком расстоянии (м) сила притяжения между двумя телами массой по 1000 кг каждое будет равна 
Н?
Вопрос 4. Определите ускорение свободного (м/с 2 ) падения на высоте, равной радиусу Земли.
Вопрос 5. Два одинаковых шара радиусом 1 м и постоянной плотностью соприкасаются поверхностями. Во сколько раз уменьшится модуль силы гравитационного притяжения между шарами, если один из шаров сдвинуть на 1м вдоль линии, соединяющей центры шаров?
Вопрос 6. Чему была равна сила притяжения между двумя телами (в Н), если после увеличения расстояния между ними в два раза, сила тяготения уменьшилась на 3 Н?
Вопрос 7. На каком расстоянии (км) от поверхности Земли сила тяготения уменьшается на 10%? Радиус Земли считать равным 6400 км.
Вопрос 8. Радиус планеты Марс составляет 0,53 радиуса Земли, а масса – 0,11 массы Земли. Зная ускорение свободного падения на Земле, найти ускорение свободного падения на Марсе. Ускорение на Земле принять равным 9,81 м/с 2
Вопрос 9. На каком расстоянии (км) от центра Земли ускорение свободного падения в два раза меньше, чем на поверхности Земли?
Вопрос 10. С какой силой (Н) притягивается к Земле тело массой 40 кг, находящееся на высоте 400 км от поверхности Земли? Радиус Земли принять равным 6400 км. Ускорение на Земле принять равным за 9,81 м/с 2
Вопрос 11. Средняя плотность Венеры 5200 кг/м 3 , а радиус планеты 6100 км. Найти ускорение свободного падения ( в м/с 2 ) на поверхности Венеры.
Вопрос 12. Тел массой 1 кг притягивается к Луне с силой 1,7 Н. Считая, что средняя плотность Луны равна 3500 кг/м 3 , определите радиус Луны (в км)
Вопрос 13. Радиус некоторой планеты в 6 раза больше радиуса Земли, а ее плотность в 1,2 раза меньше плотности Земли. Определите ускорение (м/с 2 ) свободного падения вблизи поверхности планеты.
Вопрос 14. Масса и радиус планеты больше соответственно в 10 и 5 раз массы и радиуса Земли. Каковы высота (м) подъема шарика на планете, если он подброшен вверх со скоростью 40 м/с?
Вопрос 15. Космическая станция запущена на Луну. На каком расстоянии (в Мм) от центра Земли станция будет притягиваться Землей и Луной с одинаковой силой? Считать, что масса Земли больше массы Луны в 81 раз, а расстояние между их центрами равно 60 земным радиусам.
- Абдуллаева Гульбахор УришовнаНаписать 4411 18.05.2018
Номер материала: ДБ-1609919
- 18.05.2018 239
- 17.05.2018 326
- 14.05.2018 217
- 02.05.2018 244
- 20.04.2018 182
- 03.04.2018 349
- 26.03.2018 180
- 21.03.2018 326
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения авторов.
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако редакция сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.